CARACTERISTICAS INTRÍNSECAS DOS HORIZONTES DE...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS CARACTERISTICAS INTRÍNSECAS DOS HORIZONTES DE ALTERAÇÃO DA FORMAÇÃO ALTER DO CHÃO, COMO DIAGNÓSTICO PARA A ERODIBILIDADE, EM MANAUS-AM. ELTON RODRIGO ANDRETTA DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM GEOCIÊNCIAS MANAUS Maio de 2014
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS
CARACTERISTICAS INTRÍNSECAS DOS HORIZONTES DE
ALTERAÇÃO DA FORMAÇÃO ALTER DO CHÃO, COMO
DIAGNÓSTICO PARA A ERODIBILIDADE, EM MANAUS-AM.
ELTON RODRIGO ANDRETTA
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM GEOCIÊNCIAS
MANAUS
Maio de 2014
UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS
ELTON RODRIGO ANDRETTA
CARACTERISTICAS INTRÍNSECAS DOS HORIZONTES DE
ALTERAÇÃO DA FORMAÇÃO ALTER DO CHÃO, COMO
DIAGNÓSTICO PARA A ERODIBILIDADE, EM MANAUS-AM.
Dissertação apresentada ao Curso de
Mestrado do Programa de Pós-Graduação em
Geociências da Universidade Federal do
Amazonas, como requisito parcial para
obtenção do grau de Mestre em
Geociências.
Orientador: Prof. Dr. Raimundo Humberto Cavalcante Lima
MANAUS
Maio de 2014
Ficha Catalográfica
A561c CARACTERÍSTICAS INTRÍNSECAS DOS HORIZONTES DEALTERAÇÃO DA FORMAÇÃO ALTER DO CHÃO, COMODIAGNÓSTICO PARA A ERODIBILIDADE EM MANAUS/AM. /Elton Rodrigo Andretta. 2014 105 f.: il. color; 30 cm.
Orientador: Raimundo Humberto Cavacante Lima Tese (Mestrado em Geociências) - Universidade Federal doAmazonas.
1. Erosão. 2. Voçoroca. 3. Área de Risco. 4. Manaus. I. Lima,Raimundo Humberto Cavacante II. Universidade Federal doAmazonas III. Título
Ficha catalográfica elaborada automaticamente de acordo com os dados fornecidos pelo(a) autor(a).
Andretta, Elton Rodrigo
Dedico este trabalho aos meus
filhos Carlos Eduardo e Murilo,
e a minha esposa Nubya.
AGRADECIMENTOS
Ao Professor Raimundo Humberto Cavalcante Lima pela
orientação, incentivo, correções e transmissão de conhecimentos
durante toda a pesquisa.
À CPRM por todo o apoio, principalmente ao Supervisor José
Luiz Marmos e ao Superintendente Marco Antônio de Oliveira por
abonar as faltas e atrasos devido a aulas, trabalhos de campos e
tempo para dissertação, assim como a liberação de recursos, pessoal
e material para execução dos trabalhos de campo e pela cessão de
seus laboratórios e técnicos para auxiliar na execução das análises.
A Universidade Federal do Amazonas pela estrutura e qualidade
de ensino e por ceder seus laboratórios para execução das análises
com apoio para o desenvolvimento da pesquisa.
A Prefeitura e Defesa Civil de Manaus pela disponibilização de
dados e imagens muito úteis para a elaboração do trabalho.
Aos meus dedicados pais Elsio e Maria pelo amor, carinho,
auxílio e compreensão durante toda a minha vida. Aos meus irmãos
Elsio Filho e Everton pela amizade e confiança no meu sucesso.
Desejo expressa a mais profunda gratidão a minha amada
esposa Nubya por estar sempre ao meu lado nos momentos difíceis e
nas horas de intensa alegria, as quais não haveria sentido sem sua
presença, também pelo incentivo, cobrança e auxilio durante todo
mestrado. Em especial aos meus filhos Carlos Eduardo e Murilo,
minhas principais realizações.
Finalmente a todos aqueles que de alguma forma contribuíram
para concretização deste trabalho.
RESUMO
Tendo em vista a multiplicação das áreas de risco geológico, em Manaus/AM, nas últimas décadas, devido a ocupação do solo irregular e desordenada, motivou-se a pesquisa da qual resulta esta dissertação de mestrado. Seu objetivo principal foi avaliar características intrínsecas dos horizontes de intemperismo da Formação Alter do Chão, que se acham sob a capital amazonense, analisando seus atributos físicos e mineralógicos, bem como sua descrição tátil visual; além disso, buscou-se avaliar o risco geológico, as características exógenas como a pluviosidade, a antropização e a evolução da paisagem local, para tanto, utilizaram-se imagens de satélite e aéreas, correlacionando esses fatores com o desenvolvimento de feições erosivas encontradas em duas áreas de estudos: a primeira área, localizada no bairro Jorge Teixeira, na comunidade João Paulo e a segunda, localizada no bairro Cidade Nova, entre as comunidades Conjunto Cidadão I e Campo Dourado I, respectivamente, nas zonas leste e norte da cidade. A metodologia aplicada consistiu no levantamento bibliográfico; análises de mapas-base; imagens de satélite e fotografias aéreas; investigação de campo com descrição e hierarquização dos setores de risco geológico; ensaios em campo com coleta de amostras por sondagem a trado; análises físicas por ensaios de granulometria e limites de consistência, e ensaios mineralógicos por difração de raios-x. As imagens aéreas e de satélites, aqui analisadas, foram capturadas entre os anos de 2004 a 2013. Na primeira área, as voçorocas nos finais dos arruamentos já estavam bem evoluídas nas imagens de 2004; até 2007, percebe-se a evolução principalmente lateral das bordas das voçorocas; nas imagens de 2010 e 2011, percebe-se uma boa recuperação da vegetação; já na imagem de 2013, diminuição da atividade de erosão, poucos deslizamentos das bordas são notados. Na segunda área, em 2004, observa-se a implantação do Conjunto Cidadão I, com infraestrutura e planejamento; após 2007, algumas casas são retiradas do sopé da encosta, e, nas imagens seguintes, de 2010, 2011 e 2013, a encosta aparece em franca recuperação da vegetação. No mapeamento em risco, executado em campo na 1ª área, verificam-se setores de risco alto a muito alto, com várias moradias próximas às voçorocas; na 2ª área temos apenas um setor em risco alto de soterramento, no sopé da encosta, próximo a feições erosivas menores. Sondagens a trado de 10 metros foram executadas para análise tátil visual e coleta de amostras. Os dados granulométricos, com cálculos de coeficiente de curvatura, grau de uniformidade e dos ensaios de limites de consistência, da 1ª área, indicam boa resistência à erosão, porém, nesse local distinguem-se grandes feições erosivas. Na 2ª área decorre uma menor influência antrópica, sendo que os dados adquiridos nas análises têm comportamento equivalente ao visto em campo. Até 6,5 metros de profundidade, as análises indicam boa resistência das camadas à erosão; abaixo desta, a erodibilidade do material avoluma-se, dando margem a se observar feições erosivas. Para cada local estudado, os agentes endógenos e exógenos atuam de forma diferente. Os principais responsáveis pela formação das voçorocas, na primeira área, são os agentes exógenos somados à antropização e falta de infraestrutura. Na segunda área os fatores endógenos, com as características dos horizontes, foram decisivos para indicar as camadas mais sucetíveis à erosão.
Palavras-chave: Erosão, Voçoroca, Área de Risco, Manaus.
ABSTRACT
Considering the proliferation of areas of geohazard in Manaus-AM, in the last decades, because of irregular and unplanned occupation, if stimulated this research which resulted in this master dissertation. The main objective is to evaluate intrinsic characteristics of weathering horizons of Alter do Chão Formation, which are under the city of Manaus, analyzing their physical and mineralogical properties and its visual tactile description, also evaluating the geohazard, exogenous characteristics such as rainfall, to anthropization and the evolution of the local landscape from imagery satellite and aerial correlating these factors with the development of erosional features found in two fields of study, the first study area located in the neighborhood Jorge Teixeira, in the community João Paulo, encompassing the late streets, the second area is located in the neighborhood Cidade Nova between the communities Conjunto Cidadão I and Campo Dourado I. These areas are respectively the eastern and northern parts of the city. The methodology applied in this study consisted of in the bibliographical survey, analysis of base maps, satellite images and aerial photographs, field research with description and the hierarchization of geohazard sectors, characterization tests on field and samples collected by probing in auger, analyzes physical, by tests of the particle size and limits consistency and mineralogical assays by x-ray diffraction. Developments mainly lateral edges of the craters are analyzed aerial and satellite images between the years 2004 to 2013, the first area in the late gullies streets were already well evolved in pictures 2004 until 2007 he perceives the images 2010 and 2011 we see a good recovery of the vegetation and the image of 2013 gullies appear to be completely stagnant with vegetation recovered. In the second area in 2004 noted the implementation of the community Conjunto Cidadão I, with infrastructure and planning, after 2007 some houses are removed from the foot of the slope, the following images 2010, 2011 and 2013 the slope appears to be safe with vegetation recovery. In geohazard mapping performed in the field in the 1st district looked high and very high hazards sectors with several houses near of the gully, the 2nd area have only one sector at high hazard for burial at the foot of the slope, near the lower erosional features. Soundings by auger of 10 meters were enforced in the two areas, for visual and tactile analysis with sample collection. Grain size data, with calculations of curvature coefficient, degree of uniformity and tests of consistency limits of the 1st district indicate good resistance to erosion, but this site is great erosional features. In the 2nd area for a smaller anthropogenic influences and the data acquired in the analyzes are equivalent to the behavior seen in the field, up to 6.5 meters deep analysis showing good resistance to erosion of the layers, below that the erodibility of the material increases and features are observed erosive. The activities of endogenous and exogenous agents are different for each site studied. Mainly responsible for formation of gullies in the first area are exogenous agents added to anthropization and a lack of infrastructure. In the second area, the endogenous factors, the characteristics of the layers are decisive to indicate the most susceptible to erosion layers. Keywords : Erosion , Gullies , Geohazard , Manaus.
SUMÁRIO
RESUMO.........................................................................................................................6
ABSTRACT.......................................................................................................................6
LISTA DE ILUSTRAÇÕES....................................................................................................9
LISTA DE TABELAS..........................................................................................................12
1. INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 14
2. METODOLOGIA ..................................................................................................... 16
2.1 Seleção e localização das áreas de estudo ...................................................................................... 16
2.2 Preparação de mapas base para uso em campo ............................................................................ 18
2.3 Etapas de Campo ............................................................................................................................ 19
2.3.1 Mapeamento de risco geológico..................................................................................................... 19
2.3.2 Sondagem a trado e coleta de amostras ........................................................................................ 21
2.4 Ensaios laboratoriais ....................................................................................................................... 23
2.4.1 Ensaios físicos ................................................................................................................................. 23
2.4.1.1 Análise granulométrica ................................................................................................................... 24
2.4.1.2 Limites de consistência (Atterberg) ................................................................................................ 30
2.4.2 Identificação mineral por difratometria de raios X ......................................................................... 36
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ...................................................................................... 38
3.1 Meio Físico ...................................................................................................................................... 38
3.1.1 Geologia Regional ........................................................................................................................... 38
3.1.4 Clima ............................................................................................................................................... 42
3.1.5 Relevo ............................................................................................................................................. 44
3.2 Fenômenos de risco ........................................................................................................................ 45
3.2.1 Erosão ............................................................................................................................................. 46
3.2.2 Deslizamentos ou Escorregamentos ............................................................................................... 49
3.3 Natureza das coberturas de alteração ............................................................................................ 51
4. RESULTADOS ........................................................................................................ 54
4.1 Descrição e análise de imagens aéreas e de satélite ...................................................................... 54
4.2 Mapeamento de risco geológico..................................................................................................... 65
4.3 Descrição e análise dos perfis a trado ............................................................................................. 71
4.4 Análises físicas – descrição dos resultados de laboratório ............................................................. 75
4.4.1 Granulometria ................................................................................................................................. 75
4.5 Análise mineralógica – descrição dos resultados – DRX ................................................................. 85
5. DISCUÇÃO DOS RESULTADOS ................................................................................ 92
6. CONCLUSÕES ........................................................................................................ 98
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................... 101
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 01 Localização das áreas de estudo na cidade de Manaus 16
Figura 02 Localização da 1ª área de estudo no bairro Jorge Teixeira, com localização dos pontos visitados (Jt) e de sondagem (ST) 17
Figura 03 Segunda área de estudo, com pontos de descrição de risco (Cn) e de sondagem a trado (ST2) 18
Figura 04 Início da sondagem a trado, no dia 15/07/2013, utilizando cavadeira, trado tipo concha no chão a esquerda. Local: Ponto ST-01, bairro Jorge Teixeira 22
Figura 05 Amostra retirada do furo de sondagem ST-01, no bairro Jorge Teixeira, sobre lona, para análise táctil-visual e coleta. Data 15/07/2013 22
Figura 06 Amostras coletadas, armazenadas e identificadas 23
Figura 07 Balanças de precisão e estufa usadas nas análises granulométricas 25
Figura 08 Escala em Φ de Wentworth 26
Figura 09 Peneiras utilizadas para ensaio granulométrico por peneiramento 27
Figura 10 Conjunto Granulométrico a laser e unidade hidro 2000 MU 28
Figura 11 Limites de consistência, em relação ao aumento da umidade h(%) 30
Figura 12 Amostra passando pela peneira com abertura de 0,425mm (35 mesh) 31
Figura 13 Espátula e recipiente de porcelana, usados nas análises de limite de liquidez e de plasticidade 31
Figura 14 Aparelho Casagrande, usado nas análises de limite de liquidez 32
Figura 15 Cinzel utilizado para fazer a ranhura na amostra colocada no aparelho Casagrande 32
Figura 16 Aparelho Casagrande com amostra preparada para a execução do ensaio 33
Figura 17 Gabarito de 3mm de espessura e 10cm de comprimento com amostra 34
Figura 18 Carta de plasticidade de Casagrande 36
Figura 19 Gral de ágata, soquete, porta amostra e placa de vidro 37
Figura 20 – Difratômetro de raios-x Shimadzu, do Lab. De Tec. Mineralógicas – UFAM 37
Figura 21 Carta estratigráfica da Bacia do Amazonas 40
Figura 22 Perfil geológico simplificado para lateritos imaturo e maturo 42
Figura 23 Gráfico das precipitações médias mensais em milímetros entre os anos de 1998 a 2014, pluviômetro instalado e monitorado pela CPRM 43
Figura 24 Gráfico das precipitações médias mensais, de Janeiro de 1984 à Janeiro de 2014. Dados do pluviômetro do INMET estação 82331, localizado em Manaus - AM 44
Figura 25 Esboço geomorfológico da cidade de Manaus e arredores 45
Figura 26 “Splash”, impacto da gota e destacamento das partículas do solo 47
Figura 27 Escorregamento planar 50
Figura 28 Escorregamento rotacional 51
Figura 29 Escorregamento em cunha 52
Figura 30 Imagem de satélite de 2004 da 1ª área 55
Figura 31 Imagem do satélite Geoeye de Junho de 2005, com delimitação da 1ª área 56
Figura 32 Imagem do satélite Geoeye de Julho de 2007, com delimitação da 1ª área 57
Figura 33 Fotografia aérea da 1ª área de estudo, de outubro de 2010 58
Figura 34 Imagem do satélite Geoeye de Novembro de 2011, com delimitação da 1ª área 59
Figura 35 Imagem do satélite Geoeye de Outubro de 2013, com delimitação da 1ª área 60
Figura 36 Imagem de satélite Quickbird de 2004, 2 ª área de estudo 61
Figura 37 Imagem do satélite Geoeye de Junho de 2005, com a delimitação da 2ª área 62
Figura 38 Imagem do satélite Geoeye de Junho de 2007, com a delimitação da 2ª área 63
Figura 39 Fotografia aérea ortorretificada de Outubro de 2010, da 2ª área de estudo 63
Figura 40 Imagem do satélite Geoeye de Novembro de 2011, com a delimitação da 2ª área 64
Figura 41 Imagem do satélite Geoeye de Agosto de 2013, com a delimitação da 2ª área 64
Figura 42 Delimitação das áreas de risco na 1ª área de estudo. 65
Figura 43 Composta por 4 fotos do ponto Jt1. 1 – Imagem lateral de uma voçoroca. Observam-se restos da base de uma casa. 2 – Voçoroca na direção do fluxo, com igarapé assoreado no vale. 3 – Topo da voçoroca com lixo e entulho despejados pela população local. 4 – Obras de infraestrutura subdimensionadas, danificadas e ineficientes 66
Figura 44 Fotos ponto JT2. 5 – Casa próximo da voçoroca. 6 – Direção do fluxo de escavação da voçoroca com igarapé assoreado. 7 – Voçoroca com lixo e entulho na encosta, casa próxima. 8 – Laje de casa já removida do local, caminho preferencial da água e tubulação danificada 67
Figura 45 Fotos 9 e 10 – Imagem do ponto JT3. 9 – Voçoroca paredes íngremes, visualização dos horizontes argiloso e saprolitico. 10 – Voçoroca com cicatrizes na parede indicando um próximo deslizamento 68
Figura 46 Foto aérea ortorretificada de 2010, com delimitação do risco geológico. 69
Figura 47 Ponto Cn-01, feições erosivas aparentes na base da encosta 70
Figura 48 Foto de detalhe da base do talude, com indicações de algumas feições erosivas 70
Figura 49 Foto em detalhe de sulco erosivo encontrado na segunda área de estudo 71
Figura 50 Perfil litológico, táctil-visual, com descrição do material e profundidades de coletas do furo de sondagem ST1, na 1ª área de estudo 73
Figura 51 Perfil litológico, com descrição táctil-visual, profundidades de coletas, do furo de sondagem ST2, na 2ª área de estudo 74
Figura 52 Diagrama de Folk (1954), com proporções de argila, silte e areia e a classificação das amostras do primeiro furo de sondagem 78
Figura 53 Diagrama de Folk (1954), com proporções de finos (argila + silte), areia e cascalho (grânulos) e a classificação das amostras, da primeira sondagem 79
Figura 54 Diagrama de Folk (1954), com proporções de argila, silte e areia com a classificação das amostras, do segundo furo de sondagem 80
Figura 55 Diagrama de Folk (1954), com a classificação e as quantidades de cascalho, areia e finos das amostras do segundo furo de sondagem 81
Figura 56 Gráfico mostrando distribuição das amostras do primeiro furo de sondagem (ST1), na carta de plasticidade de Casagrande, 1948, dados da Tabela 7 84
Figura 57 – Gráfico mostrando distribuição das amostras , do primeiro furo de sondagem (ST2), na carta de plasticidade de Casagrande, 1948, dados da Tabela 8 85
Figura 58 Difratogramas das primeiras camadas encontradas na sondagem ST1 86
Figura 59 Difratograma do horizonte EA-01E, laterita, da sondagem ST1 86
Figura 60 Difratogramas do horizonte mosqueado, encontrado na sondagem ST1 87
Figura 61 Difratogramas das amostras EA-01 I e J, da sondagem ST1 na primeira área 88
Figura 62 Difratogramas das amostras EA-02 A e B, coletadas na sondagem ST2 88
Figura 63 Difratogramas das amostras EA-02 C, da sondagem ST2, horizonte laterítico 89
Figura 64 Difratogramas das amostras EA-02 D, E e F, da sondagem ST2 90
Figura 65 Difratogramas das amostras EA-03 G, H, I, J e K, saprolito da sondagem ST2 91
Figura 66 Gráfico sobreposto do índice de plasticidade com os intervalos granulométricos a esquerda e difratômetros com minerais a direita, referente a amostras do 1º perfil de sondagem (ST1) 94
Figura 67 Gráfico comparativo entre os limites de consistência e intervalos granulométricos a esquerda e difratômetros e minerais a direita, referente ao 2º perfil de sondagem 97
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Localização geográfica dos pontos de descrição de risco e da sondagem a trado
na 1ª área de estudo 17
Tabela 2 Localização geográfica dos pontos de descrição de risco e de sondagem, na 2ª
área de estudo no bairro Cidade Nova 18
Tabela 3 Critérios para definição do grau de probabilidade de ocorrências de processos
erosivos e de movimento de massa nas áreas mapeadas 21
Tabela 4 Classificação relativa da erodibilidade 48
Tabela 5 Grau de uniformidade e coeficiente de curvatura, amostras da sondagem ST1 76
Tabela 6 Grau de uniformidade e coeficiente de curvatura, amostras da sondagem ST2 77
Tabela 7 Resultados das análises dos limites de consistência, para as amostras
coletadas na sondagem a trado ST1, realizado na primeira área de estudo 82
Tabela 8 Limites de consistência para as amostras coletadas na sondagem a trado ST2,
da segunda área de estudo 83
14
1. INTRODUÇÃO
A ocupação desordenada das cidades brasileiras, juntamente com a ação
antrópica têm ocasionado diversos problemas ao meio ambiente, sobremaneira em
locais com taludes de alta declividade e grande extensão, que formam feições
erosivas e movimentos de massas, o que pode vir a causar danos materiais e de
vida à população. A cidade de Manaus, lócus desta pesquisa, tem sofrido um
processo de intensa expansão de sua área urbana, nos últimos 50 anos, o que se
deve principalmente ao fluxo migratório originado pela implementação da Zona
Franca e do Distrito Industrial de Manaus, em 1967.
Em 1970, Manaus tinha uma área urbanizada de 25,32 Km², ocupados por
311.622 habitantes, numa densidade de 12,3 hab./km². Em 1991, a cidade já
ocupava 300 Km², com uma população de 1.010.558 habitantes e densidade
populacional de 3.368 hab./km² (IMPLAN / CPRM, 1996). No censo de 2000,
Manaus alcançava uma população de 1.405.835 habitantes (IBGE, 2000) ocupando
aproximadamente 440 Km² - isto significa 3.195 hab./km². E, finalmente, no último
censo do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), em 2012 a população
alçou a marca de 1.861.838 habitantes, ocupando uma área de 451,56 Km² - isto
corresponde a uma densidade de 4.123 hab./km², em Manaus.
De acordo com Santos Júnior (2000), esta expansão acelerada, associada à
crise econômica instalada no final da década de 80, a qual gerou diminuição de
empregos nas indústrias da Zona Franca, vem ocasionando a ocupação urbana de
áreas inadequadas a esse fim, tais como: planícies de inundação, leitos de igarapés
e encostas declivosas. Estes locais, quando ocupados sem planejamento,
apresentam-se como potenciais áreas de risco. O alto índice pluviométrico da
região, associado à retirada da cobertura vegetal, ao acúmulo de lixo nas encostas,
à impermeabilização do solo e à falta de infraestrutura ocasionam a aceleração dos
processos erosivos, gerando voçorocas e movimentos de massas, além de
assoreamento de igarapés.
Esses fenômenos, denominados desastres naturais, vêm sendo estudados
por diversos autores (GUERRA, 1998; GUERRA e CUNHA, 2001; VIEIRA, 2008).
Todavia, como não é possível chegar a um modelo representativo perfeito para
todos os casos ocorridos, é importante avaliar os locais isoladamente e comparar
quais os pontos semelhantes ou divergentes entre os locais estudados, na tentativa
15
de se chegar a um modelo para cada lugar ou região. Vieira (2008) estudou as
voçorocas de Manaus, analisando as influências dos aspectos geomorfológicos,
hidrográficos e antrópicos de 91 voçorocas do município. Concluiu que as voçorocas
estão relacionadas a características do relevo, combinadas com o uso e ocupação
do solo e com o sistema de drenagem pluvial, contabilizando os danos monetários
ocasionados.
Os processos erosivos são decorrentes de fatores externos, como cobertura
do solo, declividade do terreno e clima; bem como de fatores internos, como o tipo
de solo, estrutura e umidade natural. Em geral, estes fatores configuram-se a
características naturais do ambiente; contudo, a intervenção antrópica talvez seja o
elemento mais importante nesse fenômeno, por meio da alteração do estado do solo
e do escoamento superficial (CARVALHO et. al., 2006).
A erosividade da chuva e a erodibilidade do solo são fatores consideráveis
que afetam a magnitude da erosão do solo. Assim, a determinação da erodibilidade
dos solos, por meio de ensaios geotécnicos, tem sido uma ferramenta fundamental
para identificar, entender e até mesmo propor soluções, quando do surgimento de
processos erosivos.
Algumas características internas para ocorrência dessas feições erosivas
podem se relacionar às propriedades físicas, químicas e mineralógicas das
alterações de rocha e solos encontrados nas áreas de estudo. As características
externas como o regime pluviométrico, a declividade e o comprimento da encosta, o
tipo de ocupação, o desmatamento e a cobertura vegetal igualmente interferem
sobre o equilíbrio natural.
Como as camadas ou horizontes são lateral e verticalmente heterogêneas,
elas podem gerar diferentes processos de instabilidade. A partir destas ideias,
visualiza-se, pois, a importância de estudos geológicos e geotécnicos no
entendimento dos processos das erosões das encostas, suas causas e
consequências.
Esta pesquisa objetiva estudar a erodibilidade e erosividade de duas encostas
localizadas na cidade de Manaus, por meio de ensaios mineralógicos e físicos, dos
horizontes de intemperismo do local; também se efetuarão a setorização das áreas
de risco, a análise morfológica e da intervenção antrópica dos locais de estudo.
Serão indicados, por fim, quais os fatores exógenos e endógenos determinantes
para a ocorrência das feições erosivas de cada encosta.
16
2. METODOLOGIA
Nesta dissertação foram realizadas as seguintes etapas para se chegar aos
resultados desejados:
2.1 Seleção e localização das áreas de estudo
Para a pesquisa foram selecionadas duas áreas na cidade de Manaus para a
pesquisa, em bairros diferentes e onde ocorrem fenômenos e processos de erosão.
Essas áreas distam cerca de 6 km uma da outra (Figura 01).
Figura 01 – Localização das áreas de estudo na cidade de Manaus. Elaborado pelo Autor.
Essas áreas foram selecionadas a partir do estudo “Mapeamento das Áreas
de Risco Geológico da Zona Urbana de Manaus” (ANDRETTA et al., 2012), no qual
esse 1º autor participou como coordenador, chefe de projeto e integrante da equipe
técnica e executora. No trabalho em questão, analisaram-se os pontos de ocorrência
de deslizamento e voçorocas cadastrados pela Defesa Civil municipal, a declividade
do terreno, informações locais com moradores sobre áreas com deslizamentos e
erosões, e estudos de campo com a finalidade de setorização e delimitação das
áreas de risco e inundação na cidade de Manaus. Foram encontrados 734 setores
com 28.668 moradias em risco.
17
A primeira área, delimitada em vermelho na Figura 02, localiza-se na zona
leste da cidade, no Bairro Jorge Teixeira, dentro da comunidade João Paulo I (Santa
Inês) e contempla os finais das ruas F, H, J e M.
Nessa área foram descritos três pontos denominados “Jt” com delimitação do
risco geológico e um ponto ST1 com a coleta de amostras por sondagem (Tabela 1).
Figura 02 – Localização da 1ª área de estudos no bairro Jorge Teixeira, com localização dos pontos visitados (Jt) e de sondagem (ST). Sobre foto aérea ortorretificada de 2010 da prefeitura de Manaus.
Tabela 1 – Localização geográfica dos pontos de descrição de risco e da sondagem a trado na 1ª área de estudo. Datum: WGS 1984.
PONTO W S
Jt1 59°55’18,4” 3°2’54,2”
Jt2 59°55’16,7” 3°2’57,6”
Jt3 59°55’17,3” 3°2’59,8”
ST1 59°55’17,0” 3°2’58,3”
Jt1
Jt2
Jt3
ST1
18
A segunda área fica na zona Norte da cidade, está localizada no bairro
Cidade Nova, na divisa das comunidades Conjunto Cidadão I e Campo Dourado I,
entre as Ruas Dignidade e Pedro Collor, respectivamente uma em cada comunidade
(Figura 03).
Nesta área foram descritos dois pontos denominados “Cn”, com a delimitação
da área de risco e um ponto ST2 de sondagem com coleta de amostras (Tabela 2).
Figura 03 – Segunda área de estudo, com pontos de descrição de risco (Cn) e de sondagem a trado
(ST2). Fotografia aérea ortorretificada de 2010, da prefeitura de Manaus.
Tabela 2 – Localização geográfica dos pontos de descrição de risco e de sondagem, na 2ª área de estudo no bairro Cidade Nova. Datum: WGS 1984.
PONTO W S
Cn1 59°58’2,4” 3°1’13,4”
Cn2 59°58’1,56” 3°1’12,9”
ST2 59°58’2,14” 3°1’13,7”
2.2 Preparação de mapas base para uso em campo
Na preparação do mapa-base para uso em campo, foram utilizados os mapas
de curvas de nível e riscos geológicos elaborados por Andretta et. al. (2012) que
serviram para auxiliar na seleção das áreas de estudo, análise das declividades do
terreno e no tipo de risco instalado.
Cn1
Cn2
ST2
19
Outros mapas, como o geológico da Amazônia (REIS et al., 2006), uso do
solo e localização das voçorocas de Manaus (VIEIRA, 2008) e geotécnico
(ANDRETTA et al., 2012) foram utilizados para melhores entendimento e descrição
do local.
Imagem de 2004 do satélite Quickboard, da empresa DigitalGlobe, com alta
resolução, dados com 61 centímetros de resolução espacial; fotografias aéreas
ortorretificadas de 2010, cedidas pela prefeitura de Manaus, assim como imagens do
satélite Geoeye de 2005, 2007, 2009, 2011 e 2013, retiradas do programa Google
Earth, serviram para melhor localizar, descrever, avaliar e analisar os locais de
estudo e o avanço ou evolução das feições erosivas, no período de 10 anos, entre
2004 a 2013.
2.3 Etapas de Campo
Foram realizadas etapas de campo para a execução da setorização e do risco
geológico com descrição das feições erosivas, e da sondagem a trado com coleta de
amostra para os ensaios, conforme metodologias a seguir.
2.3.1 Mapeamento de risco geológico
Foram realizadas quatro etapas de campo, que se constituiram de visitas aos
locais de realização da pesquisa, com o intuito de fotografar, georreferenciar e
descrever as feições erosivas e movimentos de massas que ocorrem mediante o
desenvolvimento lateral das voçorocas. Também se empreenderam avaliações do
tipo de ocupação e uso dos solos do local, visando ao entendimento dos fenômenos
de erosão que ocorrem em cada local e setorização do grau de risco geológico.
Conforme a terminologia preconizada pelo Instituto de Pesquisas
Tecnológicas – IPT e pelo Ministério das Cidades no documento intitulado
“Treinamento de Técnicos Municipais para o Mapeamento e Gerenciamento de
Áreas Urbanas com Risco de Escorregamento, Enchentes e Inundações” (IPT,
2004), entende-se por risco (R) a possibilidade da ocorrência de danos causados
por eventos físicos, fenômenos da natureza e/ou atividade humana que podem
resultar em perdas de vidas ou ferimentos, danos à propriedade, rupturas sociais e
econômicas ou degradação ambiental. O risco também pode ser expresso como a
probabilidade (P) de ocorrer um acidente associado a um determinado perigo ou
ameaça (A) que possa resultar em consequências (C) danosas a pessoas ou a
bens, em função da vulnerabilidade (V) do meio exposto ao perigo, e que pode ter
20
seus efeitos reduzidos graças ao grau de gerenciamento (g) administrado por
agentes públicos ou pela comunidade. Ou seja:
R = P(f A). C (f V). g-1
Áreas de risco geológico consistem em áreas habitadas passíveis de serem
atingidas por processos naturais e/ou induzidos que causem efeito adverso,
sujeitando as pessoas que nelas residem a danos à integridade física, perdas
materiais e patrimoniais. Tais áreas prevalecem em núcleos habitacionais de baixa
renda (assentamentos precários), dadas as faltas de planejamento e infraestrutura.
O procedimento metodológico empregado no Mapeamento das Áreas de
Risco Geológico de Manaus foi o do zoneamento do risco instalado, que
compreende a identificação dos processos destrutivos atuantes, a avaliação do risco
de ocorrência de acidentes e a delimitação e distribuição espacial de setores
homogêneos em relação ao grau de probabilidade de ocorrência do processo ou
mesmo ocorrência de risco. Os setores de risco foram delimitados segundo os
critérios de classificação propostos pelo IPT e pelo Ministério das Cidades, que
observam os indícios presentes no local, visando a uma hierarquização dos graus de
risco representados por quatro níveis: baixo (R1), médio (R2), alto (R3) e muito alto
(R4), acordando com os fatores de julgamento e cores indicados na Tabela 3.
As duas áreas selecionadas para esse estudo foram setorizadas e
classificadas com base nessas definições e, nos resultados, apresentar-se-ão os
mapas com a setorização dos graus de risco das áreas mapeadas.
21
Tabela 3 - Critérios para definição do grau de probabilidade de ocorrências de processos erosivos e de movimento de massa nas áreas mapeadas. Fonte: IPT, 2004.
Grau de probabilidade
de risco
Descrição dos Indícios
R1
Baixo
Não há indícios de desenvolvimento de processos de instabilização
em encostas e margens de drenagens
Mantidas as condições existentes, não se espera a ocorrência de
eventos destrutivos no período de um ciclo chuvoso.
R2
Médio
Observa-se a presença de alguma(s) evidência(s) de instabilidade,
porém incipiente(s).
Mantidas as condições existentes, é reduzida a possibilidade de
ocorrência de eventos destrutivos durante episódios de chuvas
intensas e prolongadas no período de um ciclo chuvoso.
R3
Alto
Observa-se a presença de significativa(s) evidência(s) de
instabilidade (trincas no solo, degraus de abatimento em taludes etc).
Mantidas as condições existentes, é perfeitamente possível a
ocorrência de eventos destrutivos durante episódios de chuvas
intensas e prolongadas no período de um ciclo chuvoso.
R4
Muito Alto
As evidências de instabilidade (trincas no solo, degraus de
abatimento em taludes, trincas em moradias ou em muros de
contenção, árvores ou postes inclinados, cicatrizes de
escorregamento, feições erosivas, proximidade da moradia em
relação à drenagem etc.) são expressivas e estão presentes em
grande número e/ou magnitude.
Mantidas as condições existentes, é muito provável a ocorrência de
eventos destrutivos durante episódios de chuvas intensas e
prolongadas no período de um ciclo chuvoso.
2.3.2 Sondagem a trado e coleta de amostras
As sondagens a trado seguiram as normas da Associação Brasileira de
Normas Técnicas (ABNT) NBR 09603/86 (NB 1030), para tanto foram utilizados os
seguintes materiais: lona, cavadeira, trado, cruzetas, hastes, luvas, chaves de grifo,
trena e ponteira. Para a coleta de amostras se usavam sacos plásticos, barbante e
caneta permanente para identificação.
A sondagem se iniciou utilizando uma cavadeira para escavação do terreno,
podendo ser usada também uma ponteira, se em terrenos duros ou compactos; ou,
sempre que necessário, quando o uso da cavadeira se tornar difícil, trocar-se para o
trado tipo concha (Figura 04).
22
Figura 04 - Início da sondagem a trado, no dia 15/07/2013, utilizando cavadeira, trado tipo concha no
chão a esquerda. Local: Ponto ST-01, bairro Jorge Teixeira. Foto do Autor
Os materiais retirados do furo de sondagem foram depositados sobre uma
lona, para evitar o contato com o solo superficial do lugar. Foram agrupados e
coletados de acordo com a profundidade (metro em metro), ou pela classificação tátil
visual, quando detectada alguma mudança entre as amostras (Figura 05) - sempre
identificando as profundidades de início e término de cada material, gerando assim,
a descrição do perfil de sondagem executado em campo.
Efetuaram-se duas sondagens a trado, com profundidade de 10 metros cada.
Os materiais coletados - conforme descrição adiante, foram usados em análises
físicas e químicas.
Figura 05 – Amostra retirada do furo de sondagem ST-01, no bairro Jorge Teixeira, sobre lona, para
análise táctil-visual e coleta. Data 15/07/2013. Foto do Autor.
23
As amostras foram identificadas por uma sequência alfanumérica, composta
por duas letras, do primeiro e último nome do autor (EA), seguida de dois números
conforme número da sondagem e de uma letra final para informar a quantidade de
amostras coletadas naquele local, seguindo a mudança tátil visual da camada ou a
profundidade (Figura 06).
Figura 06 – Amostras coletadas, armazenadas e identificadas corretamente. Foto do autor
2.4 Ensaios laboratoriais
Os ensaios executados em laboratório serviram para identificar propriedades
físicas e mineralógicas das amostras coletadas em campo.
Análises físicas:
da textura através de ensaio granulométrico, composto por peneiramento e
a laser;
do comportamento mecânico através das análises de Limites de
Consistência (Atterberg), composta por limite de liquidez, plasticidade e índice de
plasticidade.
Análise mineralógica:
Identificação dos minerais pelo método de Difratometria de Raios-X.
24
2.4.1 Ensaios físicos
As propriedades físicas apresentam-se vinculadas à erodibilidade dos solos.
Dentre elas, as que mais se correlacionam à capacidade de resistência á erosão de
um solo são a plasticidade e a granulometria (AVILA, 2009).
2.4.1.1 Análise granulométrica
Na Natureza encontram-se depósitos sedimentares constituídos por
elementos com decímetros a metros de diâmetro, até sedimentos compostos por
partículas extremamente pequenas, da ordem de alguns mícrons. Por vezes, a
heterogeneidade do tamanho das partículas que constituem um depósito pode ser
extremamente elevada, coexistindo elementos com metros de diâmetro numa matriz
de partículas pequenas.
A análise granulométrica consiste na determinação das dimensões das
partículas que compõem as amostras, bem como no tratamento estatístico dessa
informação. Basicamente, o que se mostra imprescindível é determinar as
dimensões das partículas individuais e estudar a sua distribuição.
A textura ou granulometria refere-se à proporção de argila, silte, areia e
grânulos do material. Para Montenegro (1976 apud AVILA, 2009), a variação do
tamanho das partículas configura a característica física mais estável do solo e,
ainda, as porções menores e mais finas que determinam o seu comportamento
físico, influenciando a maioria dos fenômenos pedológicos.
Destarte, para efetuar a descrição adequada de um sedimento, torna-se
essencial proceder a uma análise pormenorizada, utilizando classes granulométricas
com pequena amplitude. Quanto menor for a amplitude das classes, melhor será a
descrição da variabilidade dimensional das partículas que constituem o sedimento.
O ensaio granulométrico pode ser dividido em duas partes: análise por
peneiramento e análise a laser, também conhecido como ensaio de granulometria
conjunta. Para os sedimentos coletados utilizou-se este ensaio, seguindo as normas
da ABNT NBR 7181 e 5734, na parte de peneiramento. E para execução do
peneiramento foram utilizados os seguintes equipamentos: recipientes de amostras,
3 peneiras, agitador magnético, balanças de precisão, e estufa (Figura 07).
Pesaram-se aproximadamente 20 gramas de amostra para esse ensaio;
essas foram colocadas em 50 ml de solução defloculante, composta pela dissolução
25
de 40 gramas de NaOH em 1 litro de água, e agitadas por 5 minutos; posteriormente
descansaram por 24 horas na solução, antes do peneiramento.
Figura 07 – Balanças de precisão e estufa usadas nas análises granulométricas. Foto do Autor
A abertura da malha das 3 peneiras utilizadas seguem a Escala de Wentworth
(Figura 08), com aberturas de 2,0mm, 1,0mm e 0,5mm, representada
respectivamente pelas peneiras 10, 18 e 32 mesh (Figura 09). Antes de passar pelas
peneiras, as amostras foram novamente agitadas - por mais 10 minutos. Para ajudar
no peneiramento, utilizou-se água na lavagem dos grãos maiores que por acaso
estivessem impregnados com material fino.
26
Figura 08 – Escala em Φ de Wentworth, 1922. Fonte: www.aprh.pt/rgci/glossario/escala.html
As amostras que ficaram retidas nas peneiras foram secadas na estufa e,
posteriormente, pesadas, calculando-se a porcentagem retida em cada peneira.
27
Figura 09 – Peneiras utilizadas para ensaio granulométrico por peneiramento. Foto do Autor.
A porção da amostra que passou pela peneira 0,5 milímetros (32 mesh) foi
levada para a análise no Granulômetro a laser, e analisada em conformidade com a
norma ISO 13320-1, em meio aquoso com defloculante (solução de 40 gramas de
NaOH para 1 litro de água), utilizando o Granulômetro a laser da Mastersizer 2000,
junto com o aparelho Hidro MU, ambos da marca Malvern Instrument (Figura 10),
para a determinação da porcentagem de areia média e finos, silte e argila das
amostras.
No programa computacional da análise granulométrica foi possível escolher
um modelo pré-determinado de parâmetros, em uma lista, ou alterar esses
parâmetros conforme sua escolha, podendo-se alterar os índices de refração, grau
de absorção das partículas e tipo de material. Para essa análise foi escolhido o
método de Fraunhofer, cujos resultados são mais confiáveis em amostras às quais
faltam composição determinada e/ou grande variação no tamanho das partículas
(ISO 13320-1 Standard, 1999).
O produto final das análises granulométricas constitui em uma curva de
frequência ou de acumulação, que demonstra a distribuição em porcentagem para
cada escala de tamanho de partícula.
28
Figura 10 – Conjunto Granulometro a laser e unidade hidro 2000 MU ambas da Malvern. Foto do
Autor.
Fazendo uma junção dos resultados obtidos na análise granulométrica por
peneiramento com a análise granulométrica a laser, no programa Gradistat (Grain
Size Analysis Program), desenvolvido por “Copyright Simon J. Blott” 2010, obtém-se
dois resultados:
a classificação do material de acordo com as porcentagens acumuladas em
cada faixa granulométrica: argila, silte, areia e grânulos, usando os diagramas
de Folk (1954).
a construção de curva de distribuição e acumulação granulométrica, em
diagrama semi–logarítmica, que tem na abscissa os logaritmos das
dimensões das partículas e, na ordenada às porcentagens, em peso, de
material com dimensão menor que a dimensão considerada.
Através desses resultados faz-se possível calcular parâmetros como grau de
uniformidade, diâmetro efetivo, coeficiente de curvatura, moda e mediana, cujos
resultados assumem fundamental importância na caracterização geotécnica do solo.
O grau de uniformidade (U) é adimensional e, conforme a ABNT NBR
6502/95, define-se pela seguinte expressão:
Onde:
“D60” é o diâmetro de partículas correspondente aos 60% mais finos na curva
granulométrica (µm),
“D10” é o diâmetro de partículas correspondente aos 10% nesta mesma curva (µm).
29
O grau de uniformidade demonstra a variação das dimensões das partículas
do material, e é diretamente proporcional à inclinação da curva granulométrica.
Quanto mais verticalizada, mais uniforme será o material. Segundo a classificação
da ABNT NBR 6502 (1995) – Rochas e Solos:
U < 5 muito uniforme
5 < U ≤ 15 uniformidade média
U > 15 desuniforme.
Outra metodologia, desenvolvida na França para estudos de drenagem em
1983, citada por Fácio (1991), procura correlacionar a granulometria com a
erodibilidade do solo. O método baseia-se em um critério de classificação quanto a
erodibilidade em função do grau de uniformidade (U) do solo. Os limites definidos
para esse critério são:
U < 5 solos erodíveis;
5 < U < 15 solos de média erodibilidade;
U > 15 solos de baixa erodibilidade.
Com o coeficiente de curvatura (CC) é possível analisar o solo quanto à sua
graduação, se bem ou mal graduado, e é obtido pela seguinte fórmula:
( )
Onde:
“CC” é o Coeficiente de Curvatura;
“D30” é o diâmetro das partículas correspondente aos 30% mais finos na curva
granulométrica (µm);
“D10” e “D60” são os mesmos do cálculo do grau de uniformidade.
Materiais bem graduados têm coeficiente de curvatura (CC) entre 1 e 3.
Ressalte-se a textura ou granulometria do solo como um fator importante que
influencia a erodibilidade, por afetar os processos de desagregação e transporte,
uma vez que, enquanto grandes partículas de areia resistem ao transporte, solos de
textura fina (argilosos) também resistem à desagregação, sendo a areia fina e o
silte, as texturas mais suscetíveis à desagregação e ao transporte.
Os solos arenosos apresentam poros relativamente grandes e, apesar de
pouco porosos, são bastante permeáveis, favorecendo seu arraste pela água de
infiltração. Portanto, a distribuição percentual do tamanho das partículas se liga,
intimamente, à erodibilidade, pois implica na velocidade de infiltração da água e na
30
estabilidade do solo, frente ao impacto das gotas de chuva e ao transporte de
material pelo escoamento superficial Montenegro (1976 apud AVILA, 2009).
Todos estes procedimentos e ensaios foram executados nos laboratórios da
CPRM – Serviço Geológico do Brasil, superintendência de Manaus.
2.4.1.2 Limites de consistência (Atterberg)
No início do século XX, o químico sueco Albert Atterberg realizou pesquisas
sobre as propriedades dos solos finos. Segundo este autor, os solos finos
apresentam variações de estado de consistência em função do teor de umidade.
Qual seja, os solos apresentam características de consistência diferentes, conforme
os teores de umidade que possuem. Há teores de umidade limite, definidos como
limites de consistência ou limites de Atterberg (Figura 11). Os ensaios de limites de
consistência ou Atterberg incluem os ensaios de limite de liquidez e limite de
plasticidade, e seguem as normas da Associação Brasileiras de Normas Técnicas
(ABNT) NBR 6459/84 e 7180/84, respectivamente.
Figura 11 – Limites de consistência e estado físico, em relação ao aumento da umidade h(%).
2.4.1.2.1 Limite de liquidez
No ensaio de limite de liquidez mede-se, indiretamente, a resistência ao
cisalhamento do solo para um dado teor de umidade, através do número de golpes
necessários ao deslizamento dos taludes da amostra. O limite de liquidez de um solo
é o teor de umidade que separa os estados de consistência líquida do plástico, e
para a qual o solo apresenta uma pequena resistência ao cisalhamento; passando
para o estado líquido o solo fica sem resistência ao cisalhamento, liquefazendo-se.
Está também relacionado à capacidade de um solo absorver água.
O ensaio de limite de liquidez segue a norma ABNT 6459. Primeiramente as
amostras, uma de cada vez, passaram pela peneira com abertura de 0,425 mm ou
35 mesh (Figura 12).
31
Figura 12 – Amostra passando pela peneira com abertura de 0,425mm (35 mesh). Foto do Autor.
Em seguida, 70 gramas de amostra, aproximadamente, são colocadas em um
recipiente de porcelana, adicionando água destilada em pequenos incrementos,
sempre amassando e revolvendo a amostra, com auxílio de uma espátula (Figura
13), de forma a obter uma massa homogênea.
Figura 13 –Espátula e recipiente de porcelana, usados nas análises de limite de liquidez e de plasticidade. Imagem alterada do site www.fortest.com.br.
Ato contínuo transferiu-se parte do material para a concha do aparelho
Casagrande (Figura 14), moldando-a de forma a que, na parte central, a espessura
ficasse da ordem de 1 centímetro, tomando cuidado para não se juntarem bolhas de
ar no interior da mistura.
32
Figura 14 – Aparelho Casagrande, usado nas análises de limite de liquidez, concha é a parte
dourada. Foto do Autor.
Com o auxílio de um cinzel (Figura 15) foi feita uma ranhura na amostra
colocada no aparelho, dividindo a massa de solo em duas partes, com espaço de 1
mm entre elas (Figura 16).
Figura 15 – Cinzel utilizado para fazer a ranhura na amostra colocada no aparelho Casagrande, 1
centímetro de espessura . Foto do Autor.
Em seguida girou-se a manivela do aparelho, de maneira a que ocorressem 2
golpes de queda livre por segundo, anotando-se o número de golpes necessários
para que as bordas inferiores da ranhura se unissem. Isto feito, pegou-se um pouco
da amostra de junto às bordas que se uniram, colocando-a em um recipiente para
determinação da umidade.
33
Figura 16 – Aparelho Casagrande com amostra preparada para a execução do ensaio. Foto do Autor.
Retirou-se o restante da amostra da concha, juntando-o ao restante da
massa, no recipiente de porcelana. Lavaram-se cinzel e a concha do aparelho.
Adicionaram-se mais 2 ml de água à massa de amostra, revolvendo e amassando
por 3 minutos, com o auxílio da espátula. Repetindo-se a operação descrita acima,
obteve-se o 2º ponto do ensaio e, assim por diante, até obter 5 pontos requeridos
para finalizar o ensaio.
Os dados coletados no ensaio subsidiaram a construção do gráfico de limite
de liquidez, no qual a ordenada, em escala logarítmica, representa o número de
golpes e a abscissa, em escala aritmética, representa o teor de umidade
correspondente da amostra. Ajusta-se uma reta que perpassa os pontos
identificados, observa-se na reta o teor de umidade correspondente a 25 golpes -
limite de liquidez do solo - o resultado vindo, pois, a se expressar em porcentagem.
2.4.1.2.2 Limite de plasticidade
Uma explicação para o limite de plasticidade não é tão simples quanto a do
limite de liquidez, podendo-se citar, dentre outras, a que sugere que o limite de
plasticidade corresponda a um teor de umidade do solo, o qual, para valores
menores do que ele, as propriedades físicas da água não mais se igualem às da
água livre ou de que o limite de plasticidade configure o teor de umidade mínimo, a
coesão sendo pequena para permitir deformação; não obstante, suficientemente alta
para garantir a manutenção da forma adquirida. Independentemente das explicações
34
sugeridas, o limite de plasticidade é o extremo inferior do intervalo de variação do
teor de umidade, no qual o solo apresenta comportamento plástico.
O ensaio de limite de plasticidade seguiu a NBR, 7180. Assim como no ensaio
de limite de liquidez, primeiramente as amostras foram preparadas, passando uma
de cada vez pela peneira com abertura de 0,425 mm ou 35 mesh (Figura 12). A
seguir colocaram-se 50 gramas de amostra em um recipiente de porcelana,
adicionou-se água destilada à amostra, em pequenos incrementos, amassando e
revolvendo-a com auxílio de uma espátula (Figura 13), obtendo-se, em decorrência,
uma massa homogênea de consistência plástica. Tomaram-se cerca de cinco
gramas de amostra, numa pequena bola; esta foi rolada por sobre uma placa de
vidro com a palma da mão, para lhe dar forma de um cilindro.
Se este cilindro fragmentar antes de atingir o diâmetro de 3 milímetros, a
amostra deve retornar ao recipiente, adicionando-se mais água e revolvendo e
amassando por mais 3 minutos, e repetindo a confecção do cilindro.
Se a amostra atingir 3 milímetros de diâmetro com fragmentos na ordem de
100 milímetros de comprimento, igual ao gabarito (Figura 17), transfere-se a mesma
imediatamente para um recipiente adequado para determinação da umidade.
Repetindo-se os procedimentos até obter três valores de umidade que não
distem da média em mais de 5%, obter-se-á a média, como resultado. Utilizaram-se
5 medidas para garantir um bom resultado do teor de umidade.
Figura 17 – Gabarito de 3 mm de espessura e 10cm de comprimento com amostra. Foto do Autor.
35
2.4.1.2.3 Índice de Plasticidade
Este parâmetro indica a plasticidade dos solos e fisicamente representa a
quantidade de água necessária para que um solo passe do estado plástico para o
líquido. Muito útil para a classificação de solos finos. Sabe-se que argila é mais
compressível quanto maior for o IP.
É obtida através da expressão:
IP = LL – LP
Onde:
IP é o Índice de plasticidade;
LL é o Limite de liquidez;
LP é o Limite de plasticidade.
O resultado final foi expresso em porcentagem e quando não é possível
determinar o limite de liquidez ou plasticidade o índice de plasticidade fica como NP
(não plástico).
Segundo Jenkins (1947 apud CAPUTO, 1998), os solos podem ser
classificados por suas porcentagens sendo: Fracamente plásticos com IP entre 1 a
7; Medianamente plásticos com IP entre 7 a 15; e Altamente plásticos com IP maior
que 15.
Fácio (1991), estudando o comportamento da erodibilidade dos solos em
relação à sua plasticidade, concluiu que solos com índice de plasticidade (IP) maior
que 15 apresentam boa resistência à erosão, enquanto solos com IP entre 6 e 15
têm média resistência; já com IP abaixo de 6, a resistência à erosão é baixa.
O Professor da Harvard, Arthur Casagrande (1947), analisando os índices e o
comportamento dos solos, notou que, ao realçar o Índice de Plasticidade do solo em
função do Limite de Liquidez no gráfico, denominado de Carta de Plasticidade
(Figura 18), os solos de comportamento argiloso eram representados por pontos
acima de uma reta inclinada, denominada Linha A. Solos orgânicos e solos siltosos,
ainda que argilosos, estarão representados por pontos localizados abaixo da Linha
A. No seu trecho inicial, abaixo de 30% nas abscissas (limite de liquidez), esta linha
é substituída por duas faixas horizontais correspondentes aos Índices de
Plasticidade, (ordenadas) em 4 e 7%.
Para a classificação do solo, bastou inserir a localização do ponto
correspondente ao par de valores do Índice de Plasticidade e Limite de Liquidez, na
36
Carta de Plasticidade (Figura 18). Os solos orgânicos se distinguem dos siltosos
pelo seu aspecto visual, apresentando-se com uma coloração escura típica (marrom
escura, cinza escuro ou preto).
Como característica complementar dos solos finos, é indicada sua
compressibilidade. Sabe-se que os solos costumam ser mais compressíveis quanto
maior seu Limite de Liquidez. Assim, o sistema adjetiva secundariamente como de
alta compressibilidade (H) ou de baixa compressibilidade (L), os solos, em função
do Limite de Liquidez, caso superior ou inferior a 50%, respectivamente, separada
pela “Linha B”, conforme se observa na Carta de Plasticidade (Figura18).
Figura 18 – Carta de plasticidade de Casagrande, onde: C=Argiloso; M=Silte-argiloso; O=Organico;
L= Baixa compressibilidade; H= Alta compressibilidade.
Esses ensaios foram executados no Laboratório de Pavimentação (LabPav)
no setor de Geotecnia (GEOTEC) da Faculdade de Tecnologia (FT) da Universidade
Federal do Amazonas (UFAM).
2.4.2 Identificação mineral por difratometria de raios X
A difratometria por raios-X corresponde a uma das principais técnicas de
identificação de materiais cristalinos e encontra-se aplicada a vários campos do
conhecimento. Equipara-se, simplificadamente, à identificação do material pelo
espalhamento e, consequentemente, refração de raios X, que atinge os átomos e
planos cristalinos. Esta refração forma um ângulo, dependendo do tipo do material,
sendo assim viável a identificação por comparação, em um banco de dados.
37
Para este ensaio foram utilizados, aproximadamente, 10 gramas de amostra.
Cada amostra foi pulverizada em gral de ágata, colocada em um porta-amostra,
compactada com auxílio de uma placa de vidro (Figura 19) e submetida à análise
por difratometria de raios X.
Figura 19 – Gral de ágata, soquete, porta amostra e placa de vidro, utilizados para a preparação da
amostra a ser analisada no Difratômetro de raios-X. Foto do Autor
Utilizou-se nesta operação um difratômetro de raios-x da marca Shimadzu,
modelo LabX XRD-6000 (Figura 20) com tubo monocromático de CoKα, com
velocidade do goniômetro = 2°/min, tensão de 40 KV e corrente de 30 mA, medindo
entre os intervalos de graus 5° a 60°.
38
Figura 20 – Difratômetro de raios-x Shimadzu, do Lab. De Tec. Mineralógicas – UFAM. Foto do autor.
O resultado desta análise se traduz em um gráfico de frequência conhecido
como difratograma, em que é possível observar algumas reflexões, conforme os
ângulos de refração do material.
Estes resultados são comparados a um banco de dados do programa de
análise que comporta diversos tipos de materiais analisados, com suas reflexões
identificadas. Assim, é possível identificar os minerais presentes nas amostras.
A análise de DRX foi realizada no Laboratório de Técnicas Mineralógicas na
sala de Difração de Raios X no Departamento de Geociências da Universidade
Federal do Amazonas (DEGEO/UFAM).
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Com está revisão bibliográfica pretende-se discutir com mais detalhes temas
específicos para um melhor embasamento dos assuntos abordados nesta
dissertação, referentes aos fatores e características internas (endógenas) e externas
(exógenas) do material e área de estudo.
3.1 Meio Físico
3.1.1 Geologia Regional
Geologicamente a zona urbana de Manaus está implantada sobre a
Formação Alter do Chão que foi primeiramente definida por Kistler (1954, apud
DAEMON, 1975) como sendo composta de arenitos avermelhados, argilitos,
39
conglomerados e brechas intraformacionais, tradicionalmente atribuídos a sistemas
fluvial e lacustre/deltaico. O intemperismo sobre essas rochas geraram um manto de
alteração e lateritização das mesmas, resultando em horizontes de solo argilo-
siltoso, mosqueado e saprolítico com perfis bem desenvolvidos, além de uma
camada de crosta laterítica de espessura e concreções variáveis.
Esta formação caracteriza-se, então, por rochas friáveis, pouco coesas,
intercaladas por rochas mais endurecidas e restritas aos níveis de ocorrência do
“Arenito Manaus” e de crostas lateríticas e/ou “linhas-de-pedra” que são
responsáveis pela preservação tabular do relevo (SILVA, 2005).
3.1.2 Formação Alter do Chão
A partir de informações de subsuperfície (dados sísmicos e perfis elétricos),
aliadas a informações sedimentológicas e palinológicas, foram reconhecidas duas
sucessões sedimentares na Formação Alter do Chão (DINO et al., 1999): sequência
1 (inferior), caracterizada por influxo de terrígenos associados a um sistema fluvial
meandrante que evolui para um sistema anastomosado, com retrabalhamento
eólico, de idade neoaptiana/eoalbiana e; sequência 2 (superior), composta de ciclos
progradacionais flúvio-deltáicos-lacustre, de idade cenomaniana. Essa sequência
contém arenitos avermelhados com icnofósseis e estruturas pedogenéticas (peds,
slickensides), atribuídas a silcretes (NOGUEIRA et al., 1999).
Estudos geoquímicos realizados na Formação Alter do Chão, nas camadas
de arenitos vermelhos, indicaram que houve variações de rocha fontes e mudança
na seleção granulométrica durante o transporte, deposição e pedogênese pós-
deposicional. Estas variações ocorreram em paleoambiente de planícies
abandonadas e rios entrelaçados sob condições de clima seco com tendência a
úmido no Cretáceo na bacia do Amazonas (HORBE et al., 2006).
Essa unidade é relativamente pobre em fósseis, representados por plantas
dicotiledôneas na região de Monte Alegre e vértebras de dinossauros (DINO et al.,
1999). Em bacias intracratônicas, a litologia dominantemente é siliciclástica e a
deposição, em condições de paleoclima quente, com semiaridez dominante,
naturalmente restringiam a preservação dos restos da biota, não oferecendo
condições adequadas de preservação fossilífera.
O contato entre a Formação Alter do Chão e as unidades paleozoicas é
representado por uma expressiva discordância erosiva (Figura 21). Na borda norte
40
da bacia, próxima a Manaus, foram caracterizadas, em seções sísmicas, feições
evidentes de corte e preenchimento de canais na base dessa formação (COSTA,
2002). Nesta mesma região, um sistema deltaico, dominado por onda e com
influência marinha, tem sido proposto para os depósitos da Formação Alter do Chão
(ROSSETTI e NETTO, 2006).
Figura 21 – Carta estratigráfica da Bacia do Amazonas. (CUNHA, 2007).
41
3.1.3 Coberturas de Alteração
As unidades pedológicas da área consistem de: latossolos amarelados,
argilosos a argilo-arenosos; argissolos arenosos a arenoargilosos amarelados e as
areias brancas (espodossolos) (RADAMBRASIL, 1978).
A origem para esse horizonte argilo-arenoso, encontrado em Manaus, ainda é
controversa, uma vez que alguns autores consideram-na uma unidade sedimentar
do período Paleógeno, em que o ambiente era semiárido (KOTSCHOUBEY, 1984;
KOTSCHOUBEY e TRUCKENBRODT, 1981; TRUCKENBRODT e
KOTSCHOUBEY, 1981; TRUCKENBRODT et al., 1982). Já Sombroek (1996)
considera esta unidade como de origem lacustre, no Paleógeno. Outra linha de
pensamento define esta unidade como “um horizonte argiloso derivado de
alterações “in situ” de sedimentos da Formação Alter do Chão (Irion, 1984; apud.
Fernandes Filho, 1997). Costa (1991) e Horbe e Costa (1994), consideram que este
pacote argilo-arenoso seja resultado do intemperismo de crostas lateríticas
ferruginosas e aluminosas.
Os lateritos, encontrados por toda a região Amazônica, são classificados
segundo Costa (1991) pelo seu grau de evolução, em: imaturos e maturos (Figura
22); e, por sua natureza, em: autóctone ou alóctone.
Lateritos imaturos formam o relevo jovem e estão distribuídos por toda a
região Amazônica. Os perfis de tais lateritos têm baixo grau de evolução, com
presença de horizonte ferruginoso concrecionário (COSTA, 1991).
Lateritos maturos restringem-se a algumas regiões específicas, compõem o
relevo mais elevado, sob forma de platôs ou morros, são evoluídos, dispõem de
maior complexidade de horizontes, texturas, estruturas, mineralogia, feições
químicas e minerais associados (COSTA, 1991).
Segundo Costa (1991) a classificação quanto à natureza se processa com
base na sucessão dos horizontes e nas respectivas texturas e estruturas. Lateritos
alóctones são conhecidos na região pela linha de pedra, e paleopavimentos são
mais restritos que os autóctones; lateritos imaturos normalmente são alóctones.
A lateritização das rochas da Formação Alter do Chão propiciou o
desenvolvimento de perfis imaturos (Figura 22) (COSTA, 1991, HORBE et al., 2001),
que se apresentam truncados e constituídos, de baixo para cima, pelos horizontes
saprolítico, mosqueado e solo, com presença local de linhas de pedra (HORBE et.
al., 2006). A crosta ferruginosa, quando presente, é restrita, em consequência de
42
intensa desferrificação da área. Apesar de incompletos, os perfis são bem
desenvolvidos, com espessura superior a 3 m, os menos espessos situados em
áreas onde houve truncamento mais profundo (HORBE et al., 2003).
Figura 22 – Perfil geológico simplificado para lateritos imaturo e maturo. Fonte: Costa, 1991.
Segundo Fernandes Filho et al. (1997), a região de Manaus apresenta perfis
de natureza laterítica dos tipos imaturos autóctones e alóctones, desenvolvidos
sobre sedimentos da Formação Alter do Chão. São estruturados, da base para o
topo, pelos horizontes: transicional, argiloso, ferruginoso, esferolítico e solo
(latossolo), para o perfil do tipo autóctone. O perfil alóctone apresenta a formação da
linha de pedra que pode estar truncando o horizonte mosqueado ou argiloso.
3.1.4 Clima
Segundo a classificação climática de Köppen (1948), Manaus possui um clima
referente ao grupo A, indicando clima tropical subdividido em: Af - Clima tropical
úmido ou superúmido; Am - Clima tropical úmido ou subúmido; Aw - Clima tropical,
com inverno seco; As – Clima tropical quente e úmido, com estação seca no verão.
Segundo dados obtidos da CPRM, para os últimos 14 anos, a média de
precipitação anual é de 2.368,9mm, sendo o período de maior precipitação de
Dezembro a Maio, tendo Abril como o mês mais chuvoso e os meses de Julho e
Agosto, com o menor índice de chuvas (Figura 23).
Dados coletados do website do INMET (2014) foram tratados e apontaram
que, nos últimos 30 anos (1984 a 2014) a média de precipitação anual é de 2.349
43
mm, chovendo em média 178 dias por ano. Corroborando os dados da CPRM, os
meses de Dezembro a Maio são os mais chuvosos, com destaque para o mês de
Abril - média de 329 mm, e os meses de Julho a Setembro sendo os mais secos,
com precipitação média de 60 mm, em Agosto (Figura 24).
A temperatura média registrada em Manaus é de 26ºC. A temperatura
máxima absoluta fica em torno de 38ºC, a mínima já registrada ficou perto dos 16ºC
(Nimer, 1989), sendo os meses de Agosto e Setembro, os mais quentes. A umidade
relativa do ar (média anual) fica em torno de 83% (INMET, 2014). As maiores
umidades relativas foram observadas nos meses de Janeiro a Maio (média de 87%)
e, as menores, nos meses de Agosto e Setembro, com 76% (AGUIAR, 1995).
A partir desses dados classifica-se o clima da região de Manaus como
pertencendo ao grupo Am de Koppen, descritos como:
Am – Clima tropical, caracteriza-se por apresentar temperatura média
do mês mais frio sempre superior a 18ºC, apresentando uma estação
seca de pequena duração, que é compensada pelos totais elevados de
precipitação, acima de 1500mm por ano.
Figura 23 – Gráfico das precipitações médias mensais em milímetros entre os anos de 1998 a 2014,
pluviômetro instalado e monitorado pela CPRM.
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
350.0
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
MÉDIA
44
Figura 24 – Gráfico das precipitações médias mensais, de Janeiro de 1984 a Janeiro de 2014. Dados
do pluviômetro do INMET estação 82331, localizado em Manaus - AM.
3.1.5 Relevo
Dentro do quadro geomorfológico da cidade de Manaus está inserida a rede
de drenagem representada por diversos cursos fluviais, dentre os quais se destacam
as bacias hidrográficas do Mindu, Bindá, Passarinho e Quarenta (COSTA et al.
2008). As planícies de inundação dos referidos igarapés se encontram, muitas
vezes, ocupadas por diferentes tipos de construção (canalizações, retificação de
cursos fluviais, aterramentos, dentre outros) com diferentes impactos nas margens e
na própria planície. Os igarapés das referentes bacias desembocam no rio Negro,
que apresenta oscilação no seu nível de cota em torno de 10 metros, entre o período
de cheia e o de vazante (ROCHA, 2006).
Três grandes unidades são encontradas no relevo brasileiro: os planaltos, as
planícies e as depressões.
Para Ross, 2000, o município de Manaus está inserido no Planalto da
Amazônia Oriental, que apresenta intensa atuação de processos erosivos, em
contato com a Depressão da Amazônia Ocidental, a oeste, e com a Planície do Rio
Amazonas, ao sul (Figura 25).
As cotas máximas desse relevo não ultrapassam os 120 metros, e este é
classificado como interflúvio tabular, cortado por uma rede de canais. Esta superfície
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00Média INMET 1984 - 2014
45
tabular serve como elemento de armazenamento da água da chuva. Uma vez
excedida a capacidade de armazenamento e infiltração, forma-se um fluxo que
segue em direção à encosta, escavando-a e causando o recuo da mesma e as
feições erosivas, até chegar aos canais, levando os materiais retirados da encosta e
assoreando o mesmo (VIEIRA, 2008).
Figura 25 – Esboço geomorfológico da cidade de Manaus e arredores. Fonte: Vieira, 2008;
modificado de Ross, 2000.
A zona urbana de Manaus apresenta como principal característica os
interflúvios tabulares (platôs) os quais terminam em encostas côncavas, convexas a
retilíneas. Ocorrendo uma diferenciação entre as zonas administrativas, no que se
refere à declividade, forma e comprimento das encostas e da extensão desses
platôs. A zona Leste, onde se encontra a 1ª área de estudo, destaca-se pela
existência de platôs que terminam em encostas de grande declividade, curtas e com
predominância da forma convexa. A zona Norte, onde está localizada a 2ª área de
estudo, tem encostas variando entre côncavas a convexas, declividade variando de
grande a baixa e com extensões também variadas (VIEIRA, 2008).
3.2 Fenômenos de risco
A relação entre eventos naturais e ação antrópica, causam fenômenos
enquadrados como sendo de risco, que causam prejuízos aos componentes do meio
biofísico e social (CERRI, 1993; ZUQUETE, 1995).
46
Os problemas relativos à erosão e a processos de movimentos de massa
encontram-se presentes em vários lugares do mundo, mas em países com
pluviosidade alta com características do ambiente tropical e cuja situação
socioeconômica seja de subdesenvolvimento ou em desenvolvimento. Os problemas
tornam-se mais acentuados devido à escassa estrutura para evitar tais fenômenos
(GUERRA, 1994).
As áreas de encostas em zonas urbanas podem ser as formas de relevo mais
alteradas, principalmente em áreas com crescimento desordenado e acelerado. A
maior ou menor segurança das encostas está nas suas características intrínsecas,
tais como forma, comprimento e também declividade. Mas a forma de ocupação e o
uso do solo talvez sejam ainda mais críticos para favorecer a ocorrência de impactos
ambientais do que as próprias características naturais das encostas. Há que se levar
em consideração ainda as propriedades químicas e físicas dos solos que compõem
as encostas, o regime pluviométrico e a cobertura vegetal (GUERRA, 2011).
Em meio urbano, as voçorocas são originadas pela ampliação do volume e
concentração de águas superficiais, e por lançamentos inapropriados das drenagens
de águas pluviais. Geralmente o problema se agrava quando da mistura de águas
servidas às aguas pluviais, em um sistema de drenagem deficiente (CARVALHO,
2006).
3.2.1 Erosão
De acordo com Zachar (1982), a palavra erosão vem do latim, derivada do
verbo erodere, que quer dizer comer, escavar, e foi utilizada pela primeira vez por
Penck em 1894.
Erosão é o nome dado ao processo de desagregação e transporte de
partículas de solo, rocha ou fragmentos causado pela ação da chuva, do vento, de
organismos ou do gelo (Salomão e Iwasa, 1995 apud Infanti Junior e Fornasari Filho,
1998).
Os fenômenos erosivos podem ser causados por fatores naturais (normal) e
por ação antrópica (acelerada), (Infatin Junior e Fornasari Filho, 1998).
Os fatores naturais determinam a intensidade dos processos, destacando-se
como mais importantes: a ação da chuva, a cobertura vegetal, o relevo, os tipos de
solos e o substrato rochoso.
47
Já a ação antrópica pode provocar desmatamento, uso inadequado do solo,
ocupação em locais impróprios, e o descarte inadequado das águas pluviais,
servidas e efluentes, acelerando os processos de erosão, mediante a fragilização do
solo e o aumento do poder erosivo da água.
Para Guerra (2011), o processo erosivo abrange praticamente todo o globo,
principalmente nas regiões de clima tropical, cujos totais pluviométricos são bem
mais elevados, fato que se agrava pela concentração dessas chuvas, em certas
estações do ano.
Guerra (2008) ressalta que as gotas de chuva, ao atingirem o solo sem
proteção, estarão propensas a causar erosão por salpicamento ou efeito “splash”
(salpicar; respingar; destacar-se). Essas gotas de água não encontraram resistência
para que se pudesse dissipar a energia cinética, sendo ela toda descarregada
diretamente no solo. Cita, ainda, que o efeito “splash” é o estágio inicial do processo
erosivo, pois prepara as partículas que compõem o solo, para serem transportadas
pelo escoamento superficial. Essa preparação se dá tanto pela ruptura dos
agregados, quebrando-os em tamanhos menores, quanto pela própria ação
transportadora que o salpicamento provoca nas partículas dos solos (Figura 26).
Figura 26 – Fenômeno de “Splash”, impacto da gota e destacamento das partículas do solo. Fonte:
Guerra, 1998.
Guerra (2007) ensina que “os solos mais porosos permitem rápida infiltração
das águas da chuva, dificultando o escoamento superficial”. Então, materiais
arenosos são porosos e permeáveis, e apresentam alta suscetibilidade à erosão. Já
48
os materiais argilosos, embora possam apresentar porosidade, são praticamente
impermeáveis e mostram maior resistência à erosão.
Em estudos realizados por Alcântara (1997) em solos do estado de São
Paulo, notou-se a falta da fração argila nos ensaios onde não foram utilizados
defloculantes. Conclui-se que os solos por ele estudados não tendem a desagregar
apenas com água, o que pode indicar uma maior suscetibilidade à erosão.
Levando em conta a magnitude e a frequência dos processos erosivos,
Bastos (1999) quantifica a erodibilidade de solos tropicais e subtropicais, não
saturados, em cinco níveis, a partir de quatro perfis representativos dos processos
erosivos na região metropolitana de Porto Alegre (Tabela 4).
Ainda para Guerra (2011), as taxas erosivas estão mais relacionadas às
características das encostas, levando em conta o tamanho da encosta. Quanto mais
longa, maior será o volume de água que se pode acumular durante o escoamento
superficial. A declividade pode ser um fator importante, mas não há
necessariamente uma correlação positiva à medida que a declividade aumenta,
encontrando-se vários exemplos na literatura de que, em encostas muito íngremes,
a erosão pode diminuir, devido ao decréscimo de material disponível (LUK, 1979;
MORGAN, 1986 e 2005; FULLEN e CATT, 2004; GUERRA e MARÇAL, 2006 apud
GUERRA, 2011).
Tabela 4 - Classificação relativa da erodibilidade, alterada de Bastos (1999).
ERODIBILIDADE RELATIVA OBSERVAÇÕES
BAIXA Solos lateríticos, que quando preservado, mostra resistência a erosão deflagadora de voçorocas
MÉDIA BAIXA Solos que perderam parte da cimentação de
origem e que são compensados pelo enriquecimento em argila
MÉDIA
Solos arenosos finos, que apresentam certa resistência a erosão, devido à cimentação
herdada do arenito. Susceptíveis ao processo de ravinamento e erosão interna
MÉDIA ALTA Solos saproliticos arenosos de origem granitica,
sujeitos a ravinamento e voçorocamento.
ALTA Solos friáveis com ravinamento e voçorocamento
bem desenvolvidos.
Segundo Lima (1999), as erosões de Manaus estariam ligadas aos processos
de falhas normais e transcorrentes, ocorridos na região, resultantes de movimentos
neotectônicos. Porém isso não foi identificado nos mapas ou visitas de campo.
49
Nas voçorocas atuam, em separado ou conjuntamente, vários processos
erosivos, sendo palco de erosão superficial, erosão interna, solapamentos,
desabamentos, escorregamentos de taludes e quedas de blocos. Esses processos
se conjugam no sentido de tornar esse estágio da erosão mais complexo, de
elevado poder destrutivo, com evolução mais rápida e que se desenvolvam de
jusante para montante (CARVALHO, 2006).
Diversas feições erosivas podem se formar em materiais suscetíveis a
erosão.
Essas feições têm formas e dimensões variadas, dependendo da natureza do
solo ou rocha em que foram desenvolvidas: da origem da água atuante (superficial
ou subterrânea), bem como a intensidade do escoamento ou percolação da mesma.
a) Marmitas ou panelas (plunging pool): feições que apresentam normalmente
formas circulares produzidas pelo turbilhonamento do fluxo da água.
b) Alcovas de regressão: cavidades que se assemelham a pequenas cavernas
que se formam logo abaixo das camadas mais resistentes do solo ou rochas.
A água desce ao longo das paredes; se camadas superiores são menos
erodíveis e as inferiores, mais suscetíveis à erosão, estas últimas terão
material retirado pelo escoamento e, no local, surgirão alcovas de regressão.
c) Piping: pode ser considerado um fenômeno de erosão subterrânea, no qual a
percolação de água causa a remoção de partículas do interior do solo/rocha,
formando cavidades de forma tubular que avançam para o interior do
solo/rocha (CARVALHO, 2006).
d) Sulcos e ravinas: incisões por onde correm as enxurradas e indicam as rotas
seguidas pelo escoamento superficial concentrado. Sulcos são pequenos
canais de até 10cm de profundidade, gerados pela concentração do
escoamento superficial; e ravinas são canais com profundidade entre 10 e
100 cm, onde se inicia a instabilidade dos taludes.
e) Filetes subverticais: para Lima (1999) essas feições surgem em caminhos
preferenciais da água da chuva, sendo considerados fluxos de adesão.
Podem contribuir para a evolução das caneluras, alcovas e marmitas já
existentes.
f) Caneluras: oriundas do escoamento superficial vertical por adesão,
desencadeada principalmente pela ausência da cobertura vegetal.
50
g) Voçorocas: incisões ou canais profundos, com mais de 1 metro, por onde
correm as enxurradas, indicando as rotas seguidas pelo escoamento
superficial concentrado e ocorrendo a instabilidade e o deslizamento dos
taludes laterais.
3.2.2 Deslizamentos ou Escorregamentos
Os deslizamentos são movimentos de massa de média a alta velocidade, que
assumem enorme importância, devido à sua interação com as atividades antrópicas
e a variabilidade de causas e mecanismos (IPT, 1989; FERNANDES e AMARAL,
1996). Os deslizamentos são deflagrados pelo aumento da necessidade de
mobilização de material e pela redução da resistência do material.
Os deslizamentos ou escorregamentos produzem cicatrizes; podem ser
classificados em planar, rotacional ou em cunha, segundo Cerri (1993):
Planar: ocorrem em áreas com alta declividade onde o solo é pouco espesso;
ou na porção em que o solo coluvionar intercepta o saprólito, ou ainda, junto dos
planos de fraqueza (falhas, xistosidades etc); possuem comprimento maior que a
largura (Figura 27).
Figura 27 – Escorregamento planar. Fonte: http://www.rc.unesp.br/igce/aplicada/ead/interacao/inter09b.html
Rotacional: ocorrem em taludes com superfície curvada, formada por solo
com grande espessura ou por rochas muito fraturadas, localizadas no topo de
escarpa ou de morros (Figura 28).
51
Figura 28 – Escorregamento rotacional.
Fonte: http://www.rc.unesp.br/igce/aplicada/ead/interacao/inter09c.html
Cunha: este tipo de escorregamento tem a sua ocorrência associada a
saprólitos e a maciços, apresenta dois planos de fraqueza, sendo que o
deslocamento ocorre ao longo dos eixos de intersecção desses planos (Figura 29).
Figura 29 – Escorregamento em cunha. Fonte:
http://www.rc.unesp.br/igce/aplicada/ead/interacao/inter09d.html
O deslizamento é um movimento que envolve material sólido que ocorre ao
longo de uma superfície de cisalhamento, apresentando uma fricção constante,
depositando o material mobilizado no sopé da vertente. Possui uma geometria
definida formada pela cabeceira, onde se inicia o escorregamento; pelo corpo, ao
52
longo da faixa afetada pela remoção e transporte de material; e, pela base, onde se
deposita o material transportado (IPT,1989).
Locais que apresentam registros de deslizamentos são áreas com mais
relevante potencial para a ocorrência de novos eventos deste tipo. Conhecendo-se a
frequência, características e magnitude dos deslizamentos, podem-se prever as
futuras ocorrências.
3.3 Natureza das coberturas de alteração
A degradação das propriedades físicas e químicas do solo configura um dos
principais processos responsáveis pela perda da qualidade estrutural e aumento dos
processos de instabilização.
Sá (2001) destaca as seguintes propriedades do solo que contribuem para os
processos de instabilização: textura, estrutura, densidade, permeabilidade e teor de
matéria orgânica. Para Guerra e Cunha (1995), é preciso relacionar estas
propriedades a um determinado período de tempo, pois podem evoluir,
transformando certos solos mais suscetíveis ou menos resistentes aos processos
erosivos.
A textura influi na capacidade de infiltração e de absorção da água da chuva,
interferindo no potencial de enxurradas do solo em relação a maior ou menor coesão
entre as partículas (SÁ, 2001).
Lal (1990) ensina que a estrutura do solo é uma propriedade importante que
determina a resistência de um solo à dispersão e ao destacamento, sendo definida
de acordo com o arranjo de partículas sob forma de agregado.
A permeabilidade determina a maior ou menor capacidade de infiltração das
águas da chuva, estando diretamente relacionada com a porosidade dos solos.
Para Guerra e Cunha (1995), a densidade dos solos é um fator controlador
que deve ser levado em conta quando se tenta compreender os processos de
instabilização dos solos, pois se refere a maior ou menor compactação dos solos,
sendo que a sua relação com a porosidade se processa de modo inverso. Ou seja, à
medida que a densidade de um solo aumenta, a porosidade diminui e, em
consequência, ocorre a redução de infiltração de água no solo.
Com relação ao teor de matéria orgânica, Guerra e Cunha (1995) lembram
que estudos de diversos autores confirmam que a matéria orgânica é a melhor
agente agregadora do solo, aumentando a estabilidade dos agregados.
53
As diferentes propriedades dos solos podem conferir a eles maior ou menor
resistência à ação das águas; a isto se chama erodibilidade. Define-se a
erodibilidade de um solo como a sua falta de capacidade de resistir aos processos
erosivos e que depende não só das características intrínsecas do solo, como
também de fatores subsidiários tais quais os ciclos de umedecimento e secagem,
além da composição química da água presente, segundo Vilar e Prandi (1993 apud
CARVALHO, 2006). Desta maneira, a forma mais comum de se desvendar a
erodibilidade dos solos tem ocorrido pela análise de suas características físicas e
químicas, e de alguns condicionantes externos.
54
4. RESULTADOS
4.1 Descrição e análise de imagens aéreas e de satélite
Foram analisados mapas de curvas de nível, uso e ocupação do solo, de risco
geológico e imagens aéreas para escolha das áreas e análise da evolução dos
fenômenos que atingem as duas áreas de estudo. Aqui, dar-se-á ênfase às imagens
de satélites e fotografias aéreas para observar o crescimento urbano, o tipo e a
forma de ocupação dos locais de estudo, bem como o desenvolvimento das feições
erosivas observadas nas imagens e em campo.
4.1.1 Jorge Teixeira – 1ª área
Para a primeira área de estudo, localizada no bairro Jorge Teixeira, foram
analisadas imagens aéreas e de satélite, do local, nos anos de 2004, 2005, 2007,
2010, 2011 e 2013, para descrever a evolução das feições erosivas e do
assoreamento dos canais de drenagem desse local. As imagens de 2005, 2007,
2011 e 2013 do satélite Geoeye, retiradas do Google Earth, foram georreferenciadas
com auxílio do programa ArcGis 9.3. As imagens de 2004 e 2010 já se achavam
georreferenciadas.
Na imagem do satélite Quickbird, de 2004, a mais antiga e com resolução
suficiente para visualização da área, é possível observar as feições erosivas
(voçorocas) bem evoluídas, instaladas nos finais das ruas, que estão
perpendiculares à encosta e servem de rampa para o escoamento e aceleração da
água. Nesta época as voçorocas encontravam-se ativas e em estágio avançado de
evolução, assim os igarapés estariam recebendo grande quantidade de sedimentos
retirados das encostas e do platô (Figura 30).
Na imagem de 2005, do satélite Geoeye, retiradas do Google Earth, tratadas
e georreferenciadas no ArcGis, observa-se uma pequena evolução lateral da
voçoroca, onde devem ter ocorrido deslizamentos e solapamentos das bordas da
erosão, devido ao alto ângulo da declividade e à fragilização das camadas
superiores, levando solo e vegetação para a vertente (Figura 31). A voçoroca, em
2005, ostentava 31 metros de largura, distância medida por uma perpendicular entre
as bordas mais afastadas da erosão, com auxílio do programa ArcGis 9.3 e Google
Earth.
55
Figura 30 – Imagem de satélite de 2004 da 1ª área, indicações da voçoroca ativa e do igarapé
assoreado. Fonte: Satélite Quickbird, 2004.
Nesse momento, o processo erosivo diminui. Isso é identificado pelo
crescimento inicial de vegetação presente no vale do igarapé, devido ao déficit
sofrido pelo aporte de sedimentos, com o passar do tempo. Tal fato deve ter ocorrido
porque o agente erosivo começou a atingir lixo e entulho, ou solo mais consolidado,
materiais menos susceptíveis à erosão. Ou pode, ainda, indicar declividades muito
56
elevadas, próximas a 90°, nas bordas da voçoroca. Assim, há uma diminuição da
erosão e, consequentemente, uma redução no assoreamento dos canais, devido à
falta de aporte de sedimentos, corroborando alguns estudos (Luk, 1979; Morgan,
1986 e 2005; Fullen e Catt, 2004; Guerra e Marçal, 2006 apud Guerra, 2011) citados
na revisão bibliográfica deste trabalho. Também pode ter ocorrido a diminuição da
área de contribuição de material (Figura 31).
Figura 31 – Imagem do satélite Geoeye de Junho de 2005, retirada do Google Earth com delimitação
da 1ª área.
Na imagem de 2007, retirada do Google Earth, verifica-se a evolução a
montante, em direção ao arruamento, das voçorocas ao sul e ao norte, da principal
57
estudada (central). A voçoroca central cessou sua evolução montante, porém
observam-se deslizamentos com árvores tombadas, causando evolução lateral da
mesma. Nesta imagem, a voçoroca está com 36 metros de largura, distância medida
da mesma forma que na imagem de 2005.
Mesmo ante a evolução das feições erosivas da área, no curso cataclinal do
igarapé assoreado, ocorre o aumento da vegetação que também evoluiu, se
comparado à imagem de 2005 (Figura 32).
Figura 32 – Imagem do satélite Geoeye de Julho de 2007, retirada do Google Earth com delimitação
da 1ª área de estudo e setas indicativas de evolução das feições.
A Figura 33 expõe as curvas de nível e o arruamento sobre a fotografia aérea
ortorretificada de outubro de 2010, cedida pela prefeitura da cidade de Manaus.
Nesta imagem pode-se observar o agrupamento das curvas de nível, indicando a
58
alta declividade da encosta estudada. A cerca de 50 metros de diferença entre o
platô e o vale do igarapé, as curvas também demonstram as incisões das voçorocas.
Figura 33 – Fotografia aérea da 1ª área de estudo, de Outubro de 2010, com curvas de nível de metro
em metro em branco e arruamento em vermelho. Fonte da imagem: Prefeitura de Manaus.
Na imagem de 2011, retirada do programa Google Earth, há uma grande
evolução lateral da voçoroca central e sul. Comparando-a às imagens de 2007, a
voçoroca central atinge, aproximadamente, 44 metros de largura (Figura 34).
59
Estipulando uma média da evolução lateral da voçoroca central, de 2005 a
2011, temos um crescimento lateral de aproximadamente 2 metros por ano. Mesmo
ocorrendo a evolução lateral das voçorocas, com deslizamentos e solapamento das
suas bordas, as vegetações nos cursos cataclinal e ortoclinais continuam a crescer.
Com os processos erosivos diminuindo, não ocorre evolução a remontante da feição
erosiva, e o aporte de sedimento no igarapé torna-se estável (Figura 34).
Figura 34 – Imagem do satélite Geoeye de Novembro de 2011, retirada do Google Earth com
delimitação da 1ª área de estudo e indicação da largura da voçoroca central.
Na imagem mais recente - outubro de 2013 (Figura 35), do satélite Geoeye,
retirada do programa Google Earth e georreferenciada no programa ArcGis, verifica-
se o aumento da vegetação por todo o curso do igarapé, assim como nas vertentes
60
da voçoroca. Com isso, aparentemente a voçoroca encontra-se estabilizada, apesar
de serem descritas trincas no terreno, a indicar risco de movimentos de massa
próximos às bordas das feições erosivas.
Figura 35 – Imagem do satélite Geoeye de Outubro de 2013, retirada do Google Earth com delimitação da 1ª área de estudo.
4.1.2 Cidade Nova – 2ª Área
Igualmente à primeira área, para a descrição da segunda área foram
analisadas as imagens de satélite e fotografias aéreas georreferênciadas dos anos
de 2004, 2005, 2007, 2010, 2011 e 2013.
Na imagem do satélite Quickbird, de 2004, observa-se que o Conjunto
Cidadão I, área desmatada da imagem, está em fase de implantação. A ocupação
61
dessa área aparentemente foi projetada e planejada, e, diferentemente da primeira
área, na mesma época, não expõe feições erosivas instaladas (Figura 36).
Tratando-se de uma comunidade planejada, existe toda uma infraestrutura
básica, com bocas de lobo, meiofios e área verde preservada, desde o começo da
ocupação, o que, juntamente com a estrutura do arruamento planejado, reduz em
muito o princípio e a evolução das feições erosivas e os movimentos de massa no
local.
Na porção norte da imagem Quickboard, de 2004, há um vale, no qual já se
encontra instalada a Comunidade Campo Dourado I. Essa área foi assoreada por
sedimentos provenientes da obra de implantação do Conjunto Cidadão I (Figura 36).
Figura 36 – Imagem de satélite Quickbird de 2004, 2 ª área de estudo em destaque vermelho.
Na imagem de Junho de 2005, coletada do programa Google Earth e
georreferenciada no programa ArcGis 9.3, não se observam grandes feições
erosivas ou movimentos de massa na região (Figura 37). Ocorre a ocupação do
platô, Conjunto Cidadão I, por moradias que aparentam o mesmo padrão
construtivo. No Campo Dourado, veem-se moradias no pé da encosta, com risco de
soterramento, devido aos cortes para construção das casas e a declividade do
talude.
62
Figura 37 - Imagem do satélite Geoeye de junho de 2005, retirada do programa Google Earth, com a
delimitação da 2ª área de estudo.
Analisando a imagem do satélite Geoeye, retiradas do programa Google
Earth, do ano de 2007, confirma-se que a base da encosta estudada ficou habitada
pelo menos até este ano (Figura 38). Na imagem de 2009, do Google Earth, com
baixa resolução - a qual não foi inserida no trabalho - as residências já haviam sido
suprimidas. A desocupação do local pela defesa civil ocorreu devido a eventos de
deslizamentos da encosta e a início de feições erosivas, que colocam a área em
risco de soterramento.
Na Figura 39 temos a Aerofotografia de outubro de 2010, cedida pela
prefeitura de Manaus, sobreposta pelas curvas de nível de metro em metro e pelo
arrumamento. Pode-se observar a alta declividade da encosta, com uma diferença
de altitude de 26 metros, da base para o topo. Confirma-se também a retirada das
moradias, após 2007, da base da encosta, sob risco de soterramento, apesar de
outras ainda resistirem, nas proximidades, em igual situação (Figura 39).
63
Figura 38 - Imagem do satélite Geoeye de junho de 2007, retirada do programa Google Earth, com a
delimitação da 2ª área de estudo.
Figura 39 – Fotografia aérea ortorretificada de outubro de 2010, cedida pela Prefeitura Municipal de
Manaus, da 2ª área de estudo, com curvas de nível e arruamento.
64
Observa-se nas figuras 40 e 41 que entre os anos de 2011 a 2013 ocorreu
uma estabilização no processo erosivo, evidenciado pelo crescimento da vegetação
e a redução dos deslizamentos e processos erosivos.
Figura 40 - Imagem do satélite Geoeye de novembro de 2011, retirada do programa Google Earth,
com a delimitação da 2ª área de estudo.
Figura 41 - Imagem do satélite Geoeye de agosto de 2013, retirada do programa Google Earth, com a delimitação da 2ª área de estudo.
65
4.2 Mapeamento de risco geológico
4.2.1 1ª Área – Jorge Teixeira
Foram descritos três pontos com os riscos geológicos, com a caracterização
das feições erosivas e identificação dos indícios de movimentação do terreno, dessa
forma foi possível delimitar e classificar os setores de risco, nesses locais foram
capturadas 40 fotos. Nesse mapeamento de risco identifica-se varias casas em risco
alto a muito alto, nas proximidades das feições erosivas (Figura 42).
Figura 42 – Delimitação das áreas de risco na 1ª área de estudo. Com as curvas de nível e
arruamento.
66
Para delimitação dos setores, utilizou-se a metodologia que preconiza o
Ministério das Cidades, proposto inicialmente pelo IPT e descrito na metodologia.
A seguir há as descrições sucintas dos pontos visitados e descritos:
Ponto Jt1 - No final da Rua F, foi identificada uma voçoroca, com
aproximadamente 25 metros de largura, com trincas no platô do terreno,
desmatamento com solo exposto na encosta, lançamento de águas pluviais e esgoto
diretamente na superfície do talude, vazamento nas tubulações de água, rua em
rampa com inclinação para a encosta, infraestrutura deficiente e presença de lixo e
entulho no local (Figura 43). Este local foi identificado como risco alto (R3) a muito
alto (R4) (Figura 42).
1 2
3 4 Figura 43 – Composta por 4 fotos do ponto Jt1. 1 – Imagem lateral de uma voçoroca. Observam-se restos da base de uma casa. 2 – Voçoroca na direção do fluxo, com igarapé assoreado no vale. 3 – Topo da voçoroca com lixo e entulho despejados pela população local. 4 – Obras de infraestrutura
subdimensionadas, danificadas e ineficientes. Fotos do Autor.
Ponto Jt2 - Final da Rua J, uma enorme voçoroca, com aproximadamente 35
metros de profundidade, 40 metros de largura e 60 metros de extensão, na qual a
inclinação do talude chega a 90° próximo às casas. É a maior voçoroca descrita em
campo. Encontram-se trincas e fraturas próximas às bordas da voçoroca (Figura 44).
67
As tubulações pluviais e de esgoto estão danificadas, e apresentam vazamentos.
Juntamente com a drenagem deficiente da rua e a mesma em rampa, no sentido da
feição erosiva, pode suceder avanço ou crescimento da voçoroca a montante, no
sentido da rua. Em episódios de chuvas intensas, a rua em rampa serve como
acelerador dos processos erosivos dessa área (Figura 44). Há um depósito de lixo e
entulho na cabeceira da encosta (Figura 44).
Esta área foi identificada com um grau de risco alto (R3) a muito alto (R4), e
escolhida para a execução da sondagem a trado e coleta de amostra, para a
identificação das características da área de estudo (Figura 42).
5 6
7 8 Figura 44 – Fotos ponto JT2. 5 – Casa próximo da voçoroca. 6 – Direção do fluxo de escavação da voçoroca com igarapé assoreado. 7 – Voçoroca com lixo e entulho na encosta, casa próxima. 8 – Laje de casa já removida do local, caminho preferencial da água e tubulação danificada. Fotos do
Autor.
Ponto Jt3 - No final da Rua M, tem-se uma voçoroca com cerca de 30 metros
de altura e 80 de extensão. Nesta, observam-se inclinações negativas por baixo de
moradias locais, e identificadas trincas no terreno e moradias, presença de lixo na
68
encosta, lançamento de esgoto em superfície, vazamentos nas tubulações de
águas, drenagem deficiente. Tudo junto acarreta uma aceleração do processo
erosivo do local (Figura 45). Este local também foi identificado com grau de risco alto
(R3) a muito alto (R4) (Figura 42).
9 10 Figura 45 - Fotos 9 e 10 – Imagem do ponto JT3. 9 – Voçoroca com paredes íngremes, visualização dos horizontes argiloso e saprolítico. 10 – Voçoroca com cicatrizes na parede, indicando um próximo
deslizamento. Fotos do Autor
4.2.2 Conjunto Cidadão I - 2ª área de estudo
Neste mapeamento de risco foram avaliados dois pontos de descrição (Cn)
(Tabela 2), com tomadas de fotos e coordenadas do local, observando-se as
cicatrizes de deslizamentos e as feições erosivas encontradas no afloramento,
principalmente da porção intermediária até a base da encosta. As casas incluídas
dentro do setor de risco acham-se no sopé do talude, com risco de soterramento por
material erodido ou deslizado da encosta, além de as casas estarem muito próximas
ao talude. O mapeamento de risco geológico desse local foi setorizado como de
risco alto (R3), utilizando a metodologia que preconiza o Ministério das Cidades.
As casas do topo do talude, Conjunto Cidadão I, não se encontram em risco
geológico, não sendo encontradas quaisquer evidências de movimento de massa ou
feições erosivas no local, além de contar com boa infraestrutura, cinturão verde e
planejamento do local (Figura 46).
69
Figura 46 – Foto aérea ortorretificada de 2010, cedida pela Prefeitura de Manaus, com risco
geológico e pontos de descrição da 2ª área de estudo.
Nos pontos de descrição do risco foram observadas feições erosivas na parte
inferior do talude, esse local aparentando ser mais suscetível à erosão (Figura 47).
Foi possível observar sulcos e ravinas, que indicam o caminho preferencial da
água que escoa pelo talude (Figura 48 e 49); filetes sub-verticais que também
sugerem caminhos preferenciais da água da chuva por fluxo de adesão (Figura 48);
caneluras, oriundas do escoamento superficial vertical por adesão, desencadeado
pela ausência de cobertura vegetal (Figura 48); alcovas de regressão, que
constituem feições erosivas que podem ocorrer em diferentes climas e litologias,
tanto por escoamento superficial quanto por exfiltração do lençol freático ou também,
pela combinação de ambos (Figura 48); marmitas ou panelas que se formam pela
queda da água na base ou em degraus do talude, e pequenas demoiselles que
ocorrem quando o solo erodível é protegido do salpicamento por um seixo ou
concreção laterítica, formando pequenos pináculos. Os locais de ocorrência dessas
feições demonstram a existência de camadas menos resistentes à erosão, isto é,
mais erodíveis.
70
Figura 47 – Ponto Cn-01, feições erosivas aparentes na base da encosta. Foto do autor em
09/11/2012
Figura 48 – Foto de detalhe da base do talude, com idicações de algumas feições erosivas
encontradas na segunda área de estudo. Foto do autor em 09/11/2012.
71
Figura 49 – Foto em detalhe de sulco erosivo encontrado na segunda área de estudo. Foto do auto
em 09/11/2012.
4.3 Descrição e análise dos perfis a trado
Foram feitas duas sondagens a trado com 10 metros de profundidade cada,
uma em cada área de estudo, com dois objetivos, o primeiro para descrição tátil-
visual com medida das espessuras das camadas e horizontes, o que gerou um perfil
de sondagem, descritos a seguir, e o segundo para a coleta de amostras dos
diferentes materiais encontrados, utilizadas para execução dos ensaios físicos e
mineralógico em laboratório.
72
As coletas ocorreram de metro em metro ou conforme houvesse uma
mudança na coloração ou textura de material escavado, seguindo a norma da NBR
9603/86, específica para sondagem a trado.
Ao todo foram coletadas e identificadas, conforme descrito na metodologia, 21
amostras; sendo 10 amostras coletadas na sondagem ST1, locada na 1ª área
(Figura 2) - estas foram nomeadas pela sigla alfanumérica EA-01, seguida por uma
letra identificando a profundidade ou camada. Para o perfil de sondagem ST2,
locada na 2ª área de estudo (Figura 3) foram coletadas 11 amostras, identificadas
pela sigla alfanumérica EA-02, seguida de uma letra para informar a mudança de
profundidade ou de textura da camada.
Gerou-se, para cada furo, um perfil litológico de sondagem (Figura 50 e 51).
Através dos perfis foi possível observar as mudanças de camadas, sua descrição,
identificação e as profundidades de coletas de cada material, que servirão para
embasar as análises posteriores.
Analisando os dois perfis, observaram-se certas semelhanças nos primeiros
metros. Ambos são compostos pelo solo de cobertura (Latossolo) e horizonte
ferruginoso composto por camada laterítica, com concreções e nódulos em meio a
matriz argilosa. Nas duas sondagens, o Latossolo se assemelha e, possivelmente,
formou-se in situ, pela alteração ou desferruginação do horizonte laterítico.
No primeiro furo (ST1) após a camada laterítica inicia-se gradativamente o
horizonte mosqueado iniciando em 5,8 metros, chegando até a profundidade de 8,20
metros. De 8,20 a 10 metros de profundidade, observa-se o horizonte pálido com a
camada argilosa caulinítica até 9,20 metros de profundidade. Abaixo disso voltam a
aparecer algumas concreções e nódulos lateríticos, dispersos em meio a uma matriz
amarela escura (Figura 50). Essa descrição pode ser comparada ao perfil imaturo
alóctone descrito por Fernandes Filho et al. (1997).
Já para o segundo furo de sondagem, pode-se compará-lo ao perfil laterítico
imaturo autóctone (de Costa-1991). Passa-se pelo latossolo ou cobertura com 2,2
metros de espessura, logo após pelo horizonte ferruginoso (laterítico) e depois,
horizonte argiloso mosqueado que vai clareando com a profundidade, tornando-se
caulinítico e arenoso. Atinge-se o horizonte pálido ou transicional a 5,80 metros de
profundidade, na sondagem. O perfil vai ficando mais arenoso com a profundidade
e, ao chegar ao último metro, a quantidade de areia torna-se mais abundante que a
73
argila e o silte. Também se observam pequenos clastos de caulim, com quartzo
endurecidos (Figura 51).
Legenda: A= Argila; S= Silte; Af= Areia fina; Am= Areia média; Ag= Areia grossa;
G=Grânulos. Figura 50 – Perfil litológico, táctil-visual, com descrição do material e profundidades de
coletas, do furo de sondagem ST1, na 1ª área de estudo.
74
Legenda: A= Argila; S= Silte; Af= Areia fina; Am= Areia média; Ag= Areia grossa;
G=Grânulos Figura 51 – Perfil litológico, com descrição táctil-visual, profundidades de coletas, do furo de
sondagem ST2, na 2ª área de estudo.
75
4.4 Análises físicas – descrição dos resultados de laboratório
As análises físicas são importantes para se determinar a susceptibilidade do
material estudado quanto à erodibilidade: se ele é friável, poroso, plástico,
compressível, qual a dimensão de suas partículas, se estas estão bem arranjadas,
se são de tamanhos regulares ou variáveis. Essas propriedades ajudam a definir se
as camadas estão mais ou menos sujeitas à ação erosiva da água, e se essa água
irá infiltrar ou escoar no terreno.
4.4.1 Granulometria
Foram analisadas as curvas de acumulação granulométrica conjunta e,
posteriormente, realizada a classificação nos diagramas triangulares de Folk (1954),
usando as porcentagens acumuladas em cada faixa granulométrica: argila, silte,
areia e grânulos. Esses resultados de curvas acumulativas e diagramas foram
obtidos com a junção dos dados a laser e peneiramento, no programa Gradstat
versão 8.0.
Posteriormente foram calculados os graus de uniformidade (U) e os
coeficientes de curvatura (CC), conforme metodologia e os resultados inseridos nas
tabelas 5 e 6, respectivamente uma para cada furo de sondagem.
Na tabela 5, contendo amostras da sondagem ST1, observa-se que todas as
amostras são bem graduadas com o resultado do coeficiente de curvatura entre 1 e
3, demonstrando que há uma distribuição proporcional dos tamanhos das partículas,
indicando um empacotamento no qual os espaços entre as partículas maiores são
ocupados pelas menores.
Ainda na tabela 5, as amostras EA-01 C e D do horizonte de cobertura,
latossolo, e as amostras F, G e H que representam o horizonte argiloso mosqueado
têm um grau de uniformidade (U) médio, indicando uma curva granulométrica mais
ortogonal e, consequentemente, uma uniformidade maior que no restante do perfil,
cujo grau de uniformidade (U) é superior a 15, sugerindo falta de uniformidade,
também indicando, segundo Fácio (1991), uma baixa erodibilidade. Este resultado
não era esperado devido às feições erosivas evidenciadas e descritas em campo,
pelo mapeamento de risco geológico.
76
Tabela 5 – Grau de uniformidade e coeficiente de curvatura, para amostras da sondagem ST1.
Amostras Profundidade D10 (%) D60 (%) D30 (%) U CC
EA-01 A 0 a 1
3,718 56,12 17,378 15,094 1,447
EA-01 B 1 a 2
3,951 62,35 22,908 15,781 2,130
EA-01 C 2 a 3,6 5,951 81,76 30,086 13,739 1,860
EA-01 D 3,6 a 4,5 7,897 118,02 39,72 14,945 1,693
EA-01 E 4,5 a 4,8
7,97 205,87 53,17 25,831 1,723
EA-01 F 4,8 a 6
6,265 79,432 31,96 12,679 2,053
EA-01 G 6 a 7 7,269 81,68 34,1 11,237 1,958
EA-01 H 7 a 8 6,067 76,11 29,76 12,545 1,918
EA-01 I 8 a 9,2 5,132 104,48 39,18 20,359 2,863
EA-01 J 9,2 a 10 7,905 140,89 49,97 17,823 2,242
Na tabela 6, que contêm resultados das amostras coletadas no perfil de
sondagem ST2, observa-se que essas são todas desuniformes (U) superiores a 15,
indicando uma curva com baixo ângulo no gráfico semi-logarítmico. Então, quanto
maior o valor do grau de uniformidade (U), maior será a distribuição granulométrica
do material, assim aumentando a possibilidade de existir um hiato granulométrico na
amostra. Destaque para a amostra EA-02 K, muito desuniforme (U=135,5), segundo
Fácio (1991) solos com grau de uniformidade maior que 15, baixa erodibilidade.
As amostras EA-02 A, B, C, D, E e G, do segundo furo de sondagem
demonstram um coeficiente de curvatura (CC) entre 1 e 3, fornecendo a informação
de que esses materiais são bem graduados, o que sugere uma distribuição
proporcional no tamanho das partículas (Tabela 6), sendo menos erodíveis.
As amostras, a partir de 6,5 metros de profundidade, EA-02 H, I, J e K
representantes do horizonte pálido, têm um coeficiente de curvatura (CC) abaixo de
1, mostrando assim que são mal graduados, isto é, apresentam irregularidade na
distribuição do tamanho das partículas, o que pode indicar uma maior porosidade e
permeabilidade do material e, portanto, mais susceptibilidade à erosão (Tabela 6).
77
Tabela 6 – Grau de uniformidade e coeficiente de curvatura, para amostras da sondagem ST2.
Amostras Profundidade D10 D60 D30 U CC
EA-02 A 0 a 1 3,758 60,255 20,35 16,034 1,829
EA-02 B 1 a 2,2 3,331 60,057 20,27 18,030 2,054
EA-02 C 2,2 a 2,45 3,731 138,038 26,302 36,998 1,343
EA-02 D 2,6 a 3,1 2,785 61,73 20,78 22,165 2,512
EA-02 E 3,1 a 3,8 2,194 64,21 19,952 29,266 2,826
EA-02 F 3,8 a 5,8 3,512 81,76 29,92 23,280 3,118
EA-02 G 5,8 a 6,5 2,288 103,62 23,18 45,288 2,266
EA-02 H 6,5 a 7 2,283 119,37 13,185 52,286 0,638
EA-02 I 7 a 8 1,586 32,35 3,68 20,397 0,264
EA-02 J 8 a 9 1,754 79,56 4,367 45,359 0,137
EA-02 K 9 a 10 2,061 279,26 10,09 135,497 0,177
Os resultados com as curvas granulométricas acumuladas são encontradas
no ANEXO A.
As amostras coletadas pelas sondagens foram classificadas de acordo com
suas porcentagens de argila, silte, areia e grânulos (cascalho) e dispostos em
diagramas de Folk (1954).
Analisando as amostras do primeiro furo de sondagem no diagrama triangular
que avalia as porcentagens de areia, silte e argila, observa-se que as amostras
desse local se distribuem em três agrupamentos, dois desses se concentrando no
campo do silte arenoso, e o terceiro no campo da areia siltosa, sempre com baixa
porcentagem de argila (Figura 52).
As amostras EA-01 A, B e C do latossolo são classificadas como silte
arenosas. O horizonte mosqueado, representado pelas amostras EA-01 F, G e H
também as tem classificadas como silte arenosas, ainda que com porcentagem
maior de areia que as amostras A e B (Figura 52).
As camadas EA-01 D, E, I e J são classificadas como Areia siltosa (Figura
52). A amostra EA-01 D ainda pode ser classificada como areia lamosa com
vestígios de cascalho segundo a Figura 53, que compara as porcentagens de areia,
finos e grânulos. Isto se deve a proximidade dessas com o horizonte laterítico
representado pela amostra EA-01 E.
78
Figura 52 – Diagrama de Folk (1954), com proporções de argila, silte e areia e a classificação das
amostras do primeiro furo de sondagem.
A camada lateritizada (horizonte ferruginoso) e a camada com nódulos e
concreções lateríticas, representadas pelas amostras EA-01 E e J respectivamente,
são melhores classificadas no diagrama triangular da Figura 53 que compara as
porcentagens de grânulos (cascalho), areia e finos (silte+argila), justamente por
essas conterem porcentagens significantes de cascalho (grânulos), as quais foram
classificadas como Areia lamo cascalhenta (Figura 53).
SilteArgila
Areia
90%
50%
10%
1:2 2:1Proporção Silte:Argila
Areia %
Areia
Areia Argilosa
Areia Lamosa
Argila Arenosa
Silte ArenosoLama
Arenosa
ArgilaMud = silte argilosos ou
argilo siltosos Silte
Areia Siltosa
EA-01A EA-01B EA-01C EA-01D EA-01F EA-01G EA-01H EA-01I EA-01JEA-01E
79
AreiaFinos
Cascalho
80%
30%
5%
Trace
1:11:9 9:1Proporção Areia:Finos
Cascalhol %
Cascalho
Cascalho lamosol Cascalhoareno-lodoso
Lama cascalhentaAreia lamo-cascalhenta
Lama comvestígios de
cascalho.
Lama arenosa comvestígios de cascalho
Areia lamosa comvestígios de cascalho
Lama Lama arenoso Areia lamosaAreia
Areia comvestígios de
cascalho
AreiaCascalhenta
ArenosoCascalho
EA-01D EA-01E EA-01G EA-01H EA-01I EA-01J Figura 53 – Diagrama de Folk (1954), com proporções de finos (argila + silte), areia e cascalho
(grânulos) e a classificação das amostras, com quantidade significativa de grânulos, do primeiro furo de sondagem.
As amostras do segundo perfil de sondagem (ST2), executado no Conjunto
Cidadão I, foram classificadas no diagrama triangular de Folk (1954), que avalia as
distribuições das porcentagens de areia, silte e argila (Figura 54), exceto a amostra
EA-02 C, do horizonte ferruginoso, por conter porcentagem significativa de grânulos.
Observa-se que as amostras coletadas nesta sondagem são classificadas
como Silte Arenosa excetuando-se a amostra EA-02 K que está no campo da Areia
Siltosa (Figura 54). Cruzando uma reta pelos pontos das amostras EA-02 I, J e K
observa-se que há um aumento gradual na porcentagem de areia das amostras
conforme aumenta a profundidade (Figura 54), corroborando com o que foi descrito
em campo durante o perfil de sondagem executado (Figura 51).
80
Figura 54 – Diagrama de Folk (1954), com proporções de argila, silte e areia com a classificação das
amostras, do segundo furo de sondagem.
Já a amostra EA-02 C é classificada no diagrama como Lama Cascalhenta,
no diagrama triangular de Folk (1954) (Figura 55). As amostras EA-02 D e K também
podem ser classificadas no diagrama com porcentagem de cascalho, possuindo
aproximadamente 1%, sendo classificadas com vestígios cascalho, como lama
arenosa e areia lamosa respectivamente (Figura 55).
SilteArgila
Areia
90%
50%
10%
1:2 2:1Proporção Silte:Argila
Areia %
Areia
Areia Argilosa
Areia Lamosa
Argila Arenosa
Silte ArenosoLama Arenosa
Argila Lama = Argila Siltosaou Silte Argiloso
Silte
Areia Siltosa
EA-02A EA-02B EA-02D EA-02E EA-02F EA-02G EA-02H EA-02I EA-02J EA-02K
81
Figura 55 – Diagrama de Folk (1954), com a classificação e as quantidades de cascalho, areia e finos
das amostras do segundo furo de sondagem, que contém quantidade significativa de cascalho.
4.4.2 Limites de Consistência
Em todas as amostras coletadas foram realizadas as análises de Limite de
Liquidez (LL) e Limite de Plasticidade (LP), conforme metodologia descrita
anteriormente. O índice de plasticidade é calculado subtraindo-se os valores de LL e
LP, ou seja; IP = LL - LP.
Podem-se visualizar os relatórios completos das análises, no Anexo B.
As tabelas 7 e 8 mostram, em resumo, os resultados obtidos nas análises dos
limites de consistência.
Na tabela 7, que contêm os resultados para as amostras coletadas no
primeiro furo de sondagem (ST1), observa-se pouca variabilidade entre as amostras
coletadas até a profundidade de 9,2 metros, com o LL entre 78% a 93,5%, e com o
LP entre 44,35% a 48,68%. A amostra EA-01J coletada em profundidade abaixo dos
9,2 metros, tem LL de 71,5% e LP de 26,7%, diferenciando-se das anteriores. Para
a amostra EA-01J, fazem-se necessários 20% menos umidade que as outras
amostras para torná-la plástica, e 6,5% menos umidade que as demais, para
liquefazê-la. Também denuncia que essa tem menor capacidade de absorver água,
AreiaFinos
Cascalho
80%
30%
5%
Trace
1:11:9 9:1Proporção Areia:Finos
Cascalhol %
Cascalho
Cascalho lamosol Cascalhoareno-lodoso
Lama cascalhentaAreia lamo-cascalhenta
Lama comvestígios de
cascalho.
Lama arenosa comvestígios de cascalho
Areia lamosa comvestígios de cascalho
Lama Lama arenoso Areia lamosaAreia
Areia comvestígios de
cascalho
AreiaCascalhenta
ArenosoCascalho
EA-02C EA-02D EA-02K
82
assim como menor resistência ao cisalhamento, sendo então a camada mais
suscetível aos processos de erosão superficial pela água (Tabela 7).
Apesar do IP demonstrar certa variabilidade entre as amostras, esses valores
são sempre superiores a 15%, demonstrando que todas as amostras têm
plasticidade alta (CAPUTO, 1998) e, portanto, alta compressibilidade (Tabela 7).
Segundo estudos de Fácio (1991), solos com IP maior que 15 acusam uma boa
resistência à erosão, portanto, baixa erodibilidade, o que também contraria o cenário
visto em campo, onde foram identificadas voçorocas ao longo do mapeamento de
risco.
Tabela 7 – Resultados das análises dos limites de consistência, para as amostras coletadas na sondagem a trado ST1, realizada na primeira área de estudo - onde LL é o Limite de Liquidez; LP é o
Limite de Plasticidade, e IP é o Índice de Plasticidade.
AMOSTRAS Profundidade LL LP IP
EA-01 A 0 a 1 87.00% 44.35% 42.65%
EA-01 B 1 a 2 93.50% 48.68% 44.82%
EA-01 C 2 a 3,6 80.00% 48.35% 31.65%
EA-01 D 3,6 a 4,5 86.50% 48.34% 38.16%
EA-01 E 4,5 a 4,8 91.20% 47.60% 43.60%
EA-01 F 4,8 a 6 91.50% 47.34% 44.16%
EA-01 G 6 a 7 89.20% 47.49% 41.71%
EA-01 H 7 a 8 86.00% 47.66% 38.34%
EA-01 I 8,0 a 9,2 78.00% 47.66% 30.34%
EA-01 J 9.2 a 10 71.50% 26.70% 44.80%
Na Tabela 8 observa-se uma redução gradual de todos os parâmetros com a
profundidade a partir da amostra EA-02D, logo abaixo do horizonte ferruginoso,
camada laterítica.
Como anteriormente visto, essa redução dos limites sugere um menor poder
de compressibilidade, menor capacidade de absorção de água e menor resistência
ao cisalhamento; com a diminuição da absorção de água, o fluxo superficial
aumenta, inclusive, o poder erosivo da água.
Nas camadas a partir de 6,5 metros de profundidade, referente aos horizontes
argiloso pálido ou transicional, representados pelas amostras EA-02 H, I, J e K
(Tabela 8), o índice de plasticidade fica entre 6 e 15, indicando uma redução na
resistência à erosão para média, segundo estudos de Fácio (1991). Esses dados
corroboram o que foi verificado em campo, no mapeamento de risco, no qual as
feições erosivas são descritas nas camadas inferiores e também com os dados
83
granulométricos, que indicam redução no coeficiente de curvatura e aumento na
quantidade de areia com a profundidade.
Tabela 8 – Limites de consistência para as amostras coletadas na sondagem a trado ST2, realizado na segunda área de estudo - onde LL é o Limite de Liquidez; LP é o Limite de Liquidez; e IP é o
Índice de Plasticidade.
AMOSTRAS Profundidade LL LP IP
EA-02 A 0 a 1 65.25% 35.83% 29.42%
EA-02 B 1 a 2 79.60% 39.27% 40.33%
EA-02 C 2,2 a 2,45 69.00% 37.54% 31.46%
EA-02 D 2,6 a 3,1 74.85% 36.59% 38.26%
EA-02 E 3.1 a 3.8 60.00% 32.53% 27.47%
EA-02 F 3,8 a 5.8 51.80% 32.65% 19.15%
EA-02 G 5,8 a 6,5 45.10% 28.51% 16.59%
EA-02 H 6,5 a 7 35.75% 24.23% 11.52%
EA-02 I 7 a 8 34.00% 23.61% 10.39%
EA-02 J 8 a 9 31.50% 20.36% 11.14%
EA-02 K 9 a 10 25.50% 16.91% 8.59%
A carta de plasticidade cruza os valores dos limites de liquidez (LL) com os
índices de plasticidade (IP). Essas cartas estão separadas por furo de sondagem e
os pontos plotados são os dados analisados. Estes gráficos (Figuras 56 e 57)
classificam as amostras em alto ou baixo poder de ser comprimido
(compressibilidade) e, quanto à textura argilosa ou silto-argilosa.
Observando o gráfico da Figura 56, que apresenta a carta de plasticidade
com as amostras perfil de sondagem ST1, percebemos um isolamento do ponto
referente a amostra EA-01J, sendo o único a ficar acima da linha A, o que determina
uma textura argilosa, o restante dos pontos se aglomeram abaixo da linha A no
campo MH, indicando textura silto-argilosa, todas com alta compressibilidade (H).
84
Figura 56 – Gráfico mostrando distribuição das amostras do primeiro furo de sondagem (ST1), na carta de plasticidade de Casagrande, 1948. Na abcissa temos os valores de Limite de Liquidez e na
ordenada os valores de Índice de Plasticidade (IP), dados retirados da Tabela 7.
O gráfico da Figura 57 representa muito bem os resultados da tabela 8,
demonstrando a redução gradual dos parâmetros com o aumento da profundidade
das amostras retiradas do perfil de sondagem ST2.
Retirando as 3 primeiras amostras, EA-02 A, B e C do gráfico, fica fácil a
visualização desse padrão decrescente dos parâmetros das amostras EA-02 D até a
EA-02 K. Interessante e pertinente também observar que os pontos seguem a linha
A, demonstrando uma textura composicional parecida, em todo perfil, porém com
redução da compressibilidade, da plasticidade, da absorção de água e da resistência
ao cisalhamento. Sugere, por conseguinte, que as camadas superiores são mais
resistentes à erosão, isto é, têm menor erodibilidade (Figura 57).
A B
C
D
E
F G
H
I
J
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
90,00%
100,00%
0,00% 10,00% 20,00% 30,00% 40,00% 50,00% 60,00% 70,00% 80,00% 90,00%100,00%
CH
MH ML
CL
85
Figura 57 – Gráfico mostrando distribuição das amostras (EA-02), do primeiro furo de sondagem (ST2), na carta de plasticidade de Casagrande, 1948. Na abcissa temos os valores de Limite de Liquidez e na ordenada os valores de Índice de Plasticidade (IP), dados retirados da Tabela 8.
4.5 Análise mineralógica – descrição dos resultados – DRX
Vários autores (COSTA, 1991; HORBE E COSTA, 1994; FERNANDES
FILHO, 1997; HORBE et. al., 2001) empreenderam estudos sobre perfis lateríticos
na região Amazônica. Muitos usaram o método de difração de raios-X para
identificação mineralógica. Os difratogramas estão agrupados por horizontes,
conforme descrito na sondagem, para uma melhor identificação das fases minerais e
das modificações, dentro e entre os horizontes.
Analisando os difratogramas da Figura 58, que representa a camada de
latossolo, do ST1 (EA-01 A, B, C e D), verifica-se que o solo é formado
predominantemente por caulinita, além de quartzo, goethita e anatásio. A coloração
amarelada característica do latossolo é consequência da presença de goethita.
Segundo Horbe et. al. (2001) este latossolo origina-se pela alteração da
crosta laterítica in situ, por possuir composição mineralógica semelhante.
Provavelmente ocorre devido a um intenso processo de desferruginação, associado
a um clima úmido e percolação de soluções fluídas, fragilizando a crosta laterítica. À
medida que a crosta é alterada pelo processo, a hematita e a gibbsita, presentes na
camada laterítica, em sua maior parte são dissolvidas, gerando resíduos na matriz
silto-argilosa caulinítica, do latossolo.
A
B
C
D
E
F G
H
I
J K
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
90,00%
100,00%
0,00% 10,00% 20,00% 30,00% 40,00% 50,00% 60,00% 70,00% 80,00% 90,00%100,00%
CH
MH
ML
CL
86
Legenda: K=Caulinita; Gh=Goethita; Q=Quartzo; A=Anatásio. Figura 58 – Difratogramas da camada de latossolo encontradas no perfil ST1, amostras EA-01 a, b, c
e d, profundidade de 0 a 4,5 metros
No difratograma do horizonte laterítico (Figura 59), além dos minerais
presentes na camada de latossolo, identificam-se a hematita e a gibbsita,
aumentando a concentração de ferro e alumínio da amostra em relação à camada
superior.
Legenda: K=Caulinita; Gh=Goethita; Gb=Gibbsita; H=Hematita; Q=Quartzo; A=Anatásio Figura 59 – Difratograma da amostra EA-01 E, horizonte laterítico, da sondagem ST1.
87
A Figura 60 mostra os difratogramas representando o horizonte mosqueado.
Nesta camada, identificaram-se os seguintes minerais: caulinita, quartzo, goethita e
anatásio, aparentemente similares ao latossolo; porém, o pico 26,8 (2ϴ)
representativo do quartzo apresenta-se com mais intensidade, devido a um maior
teor ou a uma melhor cristalização desse mineral.
Legenda: K=Caulinita; Gh=Goethita; Q=Quartzo; A=Anatásio.
Figura 60 – Difratogramas (f, g, h) do horizonte mosqueado, perfil ST1.
Nos difratogramas representantes do horizonte argiloso pálido do ST1 (Figura
61), nota-se uma diferença entre as camadas EA-01 I e J.
Na camada I são identificados os mesmos minerais das camadas anteriores,
horizonte mosqueado (Figura 60), porém, com textura e cor diferenciadas, conforme
descritas no perfil de sondagem (Figura 50).
Para a amostra EA-01 J, que foi coletada a partir da profundidade de 9,2
metros, são identificados os minerais de gibbsita e hematita, em cuja ocorrem as
concreções e nódulos vermelhos arroxeados, descritos em campo durante a
execução do perfil de sondagem (Figura 50).
88
Legenda: K=Caulinita; Gh=Goethita; Q=Quartzo; H=Hematita; Gb=Gibbsita; H=Hematita; A=Anatásio
Figura 61 – Difratogramas do horizonte pálido, amostras EA-01 I e J, da sondagem ST1.
Analisando os difratogramas da camada de cobertura ou latossolo do perfil
ST2 (Figura 62), foram identificados caulinita, além de quartzo, goethita e anatásio.
Assim como no perfil ST1 esta camada provavelmente foi formada da alteração in
situ da crosta laterítica subjacente, através da desferruginação, conforme descrito
por Horbe et. al. (2001).
Legenda: K=Caulinita; Gh=Goethita; Q=Quartzo; A=Anatásio.
Figura 62 – Difratogramas do latossolo, amostras EA-02 a e b, do perfil ST2.
89
No difratograma do horizonte ferruginoso foram identificados os minerais de
ilita, caulinita, gibbsita, goethita, anatásio, hematita e quartzo (Figura 63). Esta foi a
amostra com maior número de minerais identificados; muitos minerais têm refrações
muito próximas ou sobrepostas, por isso, em alguns picos nos difratogramas,
aparecem com mais de uma identificação mineral.
Legenda: K=Caulinita; Gh=Goethita; Q=Quartzo; I=Ilita; Gb=Gibbsita; H=Hematita; A=Anatásio.
Figura 63 – Difratogramas do horizonte laterítico, amostras EA-02 C, do perfil ST2.
Na Figura 64, eis os difratogramas representativos do horizonte argiloso
mosqueado. Neste horizonte, foram identificados os seguintes minerais: caulinita,
quartzo, goethita, anatásio e gibbsita; todavia, não se reconheceram todos os
minerais no mesmo difratograma.
Na amostra EA-02 D, mais próxima ao horizonte laterítico, há gibbsita,
enquanto nas outras amostras esse mineral não é identificado, e fica mais fácil a
identificação da goethita, por apresentar maior intensidade em suas refrações, o que
sugere melhor cristalização desse mineral, nessa camada. Nos difratogramas das
amostras EA-02 E e F, fica mais fácil a identificação do quartzo, devido à melhor
cristalização desse mineral, o que gera refrações mais intensas para este mineral,
identificando proximidade com a rocha-mãe (Figura 64).
90
Legenda: K=Caulinita; Q=Quartzo; Gh=Goethita; Gb=Gibbsita.
Figura 64 – Difratogramas do horizonte mosqueado, amostra D, E e F, do perfil ST2.
Nos difratogramas do horizonte pálido, do perfil ST2, foram identificados os
minerais de caulinita, quartzo e goethita, em todas as camadas, porém, com
diferenças nas intensidades dos picos. O aumento dessas intensidades indica
melhor cristalização do mineral e, dependendo do mineral, pode indicar proximidade
com a rocha-mãe. As refrações de identificação do mineral de quartzo são bem
evidenciadas, consoante o aumento da profundidade (Figura 65). Esse aumento na
cristalinidade do quartzo já foi apontado, pela descrição em campo do perfil de
sondagem e pelas análises, com a granulometria e o índice de plasticidade.
91
Legenda: K=Caulinita; Gh=Goethita; Q=Quartzo.
Figura 65 – Difratogramas do horizonte pálido, coletado no perfil de sondagem ST2.
92
5. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
5.1 Primeira Área
Ao analisar-se, conjuntamente, os dados do IP, distribuição granulométrica e
mineralogia das amostras do perfil ST1 (Figura 66) observa-se, na camada de
latossolo, uma maior concentração de finos relacionados à identificação dos
argilominerais e apresentando alta plasticidade. O índice de plasticidade para o
horizonte laterítico é desconsiderado devido a vasta porcentagem de grossos,
ocorrendo um aumento na quantidade de óxidos de ferro e alumínio. Dentro do
horizonte mosqueado, desvela-se uma quantidade semelhante de areia e finos, com
platicidade considerada alta, levando a predominar os argilominerais sobre o quartzo
e óxido de ferro e alumínio. No horizonte pálido a areia predomina ligeiramente
sobre os finos, os picos de quartzo sendo melhor identificados, e a plasticidade se
reduzindo em relação aos horizontes sobrejacentes. Contudo, continua a ser
classificada como alta.
Ao analisar as amostras individualmente, observa-se que a porcentagem da
granulação da partícula tamanho areia avoluma-se a partir do 2º metro, amostra EA-
01 C (Figura 66). A areia é mais friavél e erodível, donde as camadas inferiores se
mostram mais sucetíveis à erosão. O grau de uniformidade (U) pouco varia ao longo
do perfil, sendo a mais desuniforme, a camada laterítica (EA-01 E), com U = 25,83.
A camada mais uniforme é da amostra EA-01 G, uma das representantes do
horizonte mosqueado, com U = 11,24. Esta é considerada medianamente uniforme,
o que demonstra que todas as amostras do perfil ST1 apresentam uma grande
variação no tamanho dos seus grãos.
O coeficiente de curvatura (CC) indica que todas as amostras do perfil ST1
são bem graduadas, o que predisporia a uma melhor distribuição e arranjo das
partículas; e, consequentemente, uma resistência mais nítida à erosão, porém, não
condizendo com o que é identificado no campo, onde ocorrem várias voçorocas.
Os resultados de limites de consistência, ou Atterberg também fogem do
esperado. Observa-se que as amostras do perfil do primeiro furo de sondagem
(ST1), os parâmetros (LL e LP) pouco variam, e determinam um alto poder de
compressibilidade e absorção de água. O que pode ocorrer é que esse poder de
absorção venha a causar aumento do peso das camadas, fazendo com que essas
escorreguem ou solapem, principalmente nas laterais da voçoroca - quando essas
estão sem a sustentação da base mais arenosa e friavél, já erodida.
93
As análises mineralógicas, por difração de raios-x, pouco dizem sobre as
causas da erosão das camadas. A mineralogia não varia muito em todo perfil e,
mesmo as camadas ferruginosas ou que apresentam concreções - que seriam mais
resistentes por conter maior quantidade de minerais de ferro - não aparecem como
uma superfície diferenciada ou resistente aos agentes erosivos. Segundo Fernandes
Filho (1997) o horizonte argiloso pálido com a linha de pedra sugere que esta área
foi mais soerguida que as da zona sul da cidade, pois trata-se de uma estrutura que
surge, comumente, no horizonte mosqueado.
Observa-se uma lixiviação dos elementos quimicos e diminuição das clases
minerais com o aumento de profundidade do perfil, até chegar na camada mais
profunda coletada, com profundidade entre 9,2 a 10 metros, e onde se encontram
algumas concreções e nódulos, daí voltando a aparecer a gibbsita e a hematita, nos
difratogramas. Uma desferruginação (alteração) da crosta laterítica in situ, com a
lixiviação do minerais de ferro e alumínio, explica a formação do latossolo
encontrado na área.
Através das imagens de satélite e de visitas de campo, atenta-se para uma
melhor explicação para a origem das voçorocas da primeira área de estudo. Todas
estão em final do arruamento, encontrando-se perpendiculares e em declive com a
encosta. Este facilita a concentração do fluxo da água, aumentando sua velocidade
e, consequentemente, seu poder erosivo. Além disto, a falta de infraestrutura no
local, como: escadas hidráulicas, bocas de lobo, caixa de dissipação de energia etc.,
e a falta de consciência ambiental da população, mais a impermeabilização de seus
terrenos, lançamento de águas servidas e pluviais na direção e sobre a encosta,
lançamento de lixo e entulho no talude e desmatamento do local, causam um
aumento no poder dos agentes erosivos, aumentando a erodibilidade do solo e
horizontes de intemperismo, presentes no local.
Assim, a melhor explicação para as grandes feições erosivas da primeira área
passa pelo clima, com altas pluviosidades de, aproximadamente, 2.400 milímetros
por ano, pela fragilização dos horizontes de intemperismo, devido à sua
caracterização arenosa em todo perfil, o que, segundo Avila (2009) faz crescer a
porosidade e facilita a remoção dos grãos; consequentemente, a erosão também
passa pela antropização dos locais, com desmatamento, impermeabilização do solo,
concentração com aumento do fluxo de água, falta de políticas públicas e
94
conscientização ambiental da população, acelerando os processos erosivos através
da fragilização do solo e do aumento no poder erosivo da água.
Figura 66 – Composta pela sobreposição dos índices de plasticidade com as distribuições
granulométricas a esquerda e os difratômetros de raios-X com identificações dos minerais a direita, referente a amostras do 1º perfil de sondagem (ST1).
95
Sobrepondo os gráficos das porcentagens granulométricas, com
porcentagens de areias, finos e grânulos, sobre o gráfico de porcentagem do índice
de platicidade (IP), ao lado dos difratogramas de raios-x para as amostras retiradas
do 2º perfil de sondagem (ST2), observa-se uma correlação entre essas
propriedades, descritas a seguir.
Para a camada de latossolo, vislumbra-se maior porcentagem de finos, com
alta plasticidade e devida identificação de argilominerais. No horizonte ferruginoso, a
plasticidade é desconsiderada pela grande porcentagem de material grosso, o que
prejudica a análise, uma vez ocorrendo concentração de óxidos de ferro e alumínio.
Analisando o horizonte mosqueado, verifica-se que as porcentagens de finos e areia
são semelhantes. Isto faz com que a plasticidade decresça em relação aos valores
no latossolo, porém, ainda assim é considerada alta, em vista de estar relacionada à
presença de caulinita e baixo teor de quartzo identificados. Para o horizonte pálido,
observa-se uma redução na plasticidade, indicando local mais suscetível à erosão,
em que a porcentagem de areia é superior à de finos, os picos de quartzo bem
identificados, sugerindo proximidade com a rocha-mãe (Figura 67).
Analisando a distribuição percentual da granulação areia, ao longo do perfil,
observa-se um aumento conforme a profundidade, ao mesmo tempo em que o
índice de plasticidade diminui e os picos identificadores do quartzo aumentam de
intensidade (Figura 67). Estes parâmetros indicam que as camadas inferiores são
mais sucetíveis à erosão.
Todas as amostras do segundo perfil acusam valor acima de 15 para o grau
de uniformidade (U), sendo assim desuniformes granulometricamente, e garantindo
uma considerável distribuição granulométrica das amostras.
Já o coeficiente de curvatura (CC) é variável para as amostras das camadas
de solo. Horizontes ferruginoso e mosqueado são bem graduados; já para amostra
do horizonte pálido, ocorre irregularidade na distribuição de tamanhos das
partículas, sendo mal graduadas e apontando porosidade e permeabilidade mais
relevantes. Então, pondera-se que os materiais das camadas inferiores são mais
suscetíveis à erosão que os das camadas superiores, corroborando os resultados do
índice de plasticidade.
Observa-se um decréscimo de todos os limites de consistência a partir de 2,4
metros de profundidade, amostra EA-02 D, indicando que as camadas inferiores têm
baixa capacidade de compressão e absorção de água, sendo mais suceptíveis a
96
movimentos de massa e erosão, o que se confirma em campo, pois nestas
profundidades é onde se encontram os filetes, sulcos, ravinas, alcovas e panelas.
Também a corroborar, os resultados das análises de granulometria, de índice de
plasticidade e coeficiente de curvatura, discutidos acima.
As análises mineralógicas por difração de raios X sugerem que ocorre um
empobrecimento mineral, com a lixiviação dos elementos químicos a partir da
camada EA-02 D, e um sobresalto na cristalização de quartzo a partir da amostra G,
demonstrando a proximidade com a rocha-mãe.
Pelas análises das imagens de satélite, fotos aéreas e investigação de campo
da segunda área, não se distinguem arruamentos adentrando ao talude, qualquer
sinal de erosão ou movimento de massa na parte superior do talude; não ocorrem,
pois, voçorocas no local, tão somente algumas feições erosivas na base da encosta,
consoante descrito no mapeamento de risco.
97
Figura 67 – Composto pelo gráfico comparativo entre o índice platicidade e os intervalos
granulomêtricos a esquerda, e difratômetros de raios-X com identificações dos minerais a direita, referente ao 2º perfil de sondagem.
98
6. CONCLUSÕES
Segundo o IBGE 2008, a cidade de Manaus se localiza no nordeste do estado
do Amazonas ou, mesoregião Centro Amazonense. A capital do estado agrega 90%
da população, com quase 2 milhões de habitantes. Adiante-se que houve um
aumento populacional nos últimos 50 anos, devido à implementação da Zona Franca
de Manaus. Tal fato ocasionou a ocupação de lugares impróprios, como vales de
igarapés e encostas declivosas.
Manaus está assentada sobre a Formação Alter do Chão, constituída por
arenitos, argilitos e conglomerados, rochas que sofreram alteração (Lateritização)
formando os horizontes intempéricos e latossolos, hoje presentes na superfície.
Geomorfologicamente encontra-se inserida no Planalto da Amazônia Ocidental, sua
cota máxima não ultrapassando os 120 metros. Formada por platôs com encostas
de formas variadas, cortada por uma rede de canais de drenagem, a zona leste da
cidade é o local onde são encontradas as maiores declividades. Essa região é
considerada como de clima tropical úmido, com precipitação média anual em torno
de 2.400 mm, sendo os meses de Janeiro a Maio, os mais chuvosos, e Julho a
Setembro, os mais secos.
Com relação a primeira área de estudo, no bairro Jorge Teixeira observam-se
voçorocas nos finais dos arruamentos. Com o estudo de imagens via satélite,
conclui-se que essa área, totalmente antropizada, já possuía estas feições erosivas
antes de 2004, data da 1ª imagem. Alguns anos depois estas feições diminuiram sua
evolução, que à montante cessou, ocorrendo apenas o aumento lateral das
mesmas, por movimentos de massas nas suas bordas. Ao analisar o risco geológico,
conclui-se que várias moradias no local estão em risco alto a muito alto, devido à
sua proximidade com as feições erosivas. Mesmo as voçorocas estando menos
ativas, em episódios de chuvas intensas podem ocorrer movimentos de massa, que
atingiriam as moradias, fazendo-as desmoronar.
Pelas análises de laboratório das amostras do perfil ST1, tem-se que as
texturas são classsificadas como silto-arenoso a areno-siltoso, com algumas
camadas com grânulos; são desuniformes a medianamente uniformes, bem
graduadas e com os limites de consistência com altos valores, indicando boa
resistência à erosão ou baixa erodibilidade desses materiais. A camada laterítica
encontrada é consistente e maciça, o que também retardaria a evolução das
voçorocas do local. Porém, esses fatores endógenos não foram suficientes para
99
evitar a erosão causada pela força dos agentes erosivos efetivados pelos fatores
exógenos.
Em relação à mineralogia dos materiais estudados, neste perfil foram
identificados, através da difratometria: caulinita, quartzo, goethita, gibbsita, hematita
e anatásio. Conclui-se que esta constituição litológica não interferiu para a formação
e evolução das feições erosivas.
Conclui-se, também, que os agentes responsáveis pela erosão acentuada e
formação das voçorocas, na primeira área de estudo, são os agentes exógenos:
clima, antropização e infraestrutura precária.
As características da região, com alta umidade e índices pluviométricos
elevados, associados ao desmatamento, impermeabilização do solo, juntamente
com o padrão de arruamento perpendicular à encosta, favorecem a concentração e
aceleração do fluxo das águas, inclusive aumentando a erosividade, ou seja, o poder
erosivo das águas, principal agente formador das voçorocas. Outros fatores que
podem contribuir para a formação das feições erosivas é o descarte de resíduos
sólidos e águas servidas na encosta, a falta de meiofios, bocas de lobo, caixas de
distribuição e escadas hidráulicas.
Observa-se que na segunda área não ocorrem voçorocas; somente algumas
feições erosivas pequenas são encontradas na parte inferior do talude de alta
declividade. Visualizando as imagens aéreas do local, infere-se que o Conjunto
Cidadão I foi devidamente planejado, está locado no platô onde foi erguida toda a
infraestutura necessária para a ocupação do local. Também se preservou um
cinturão verde na encosta, a fim de minimizar os fatores erosivos exógenos. Não se
observa evolução na paisagem local com o passar dos anos, apenas a remoção de
algumas moradias do sopé da encosta.
Pelo mapeamento efetuado na segunda área, conclui-se que não há risco
para as moradias locadas no platô, pois não foram evidenciadas feições erosivas,
movimentações no terreno e nas moradias. Porém, as moradias no sopé da encosta
encontram-se em risco alto de soterramento, durante episódios de chuvas extremas.
Nesse local, observam-se feições erosivas como sulcos, ravinas, filetes, caneluras,
panelas, alcovas de regressão e pipping.
Os resultados de laboratório, para o perfil ST2, condizem ao que foi visto e
descrito em campo: as amostras até 6,5 metros de profundidade apresentam
resultados de um comportamento resistente a erosão, ou seja, de baixa
100
erodibilidade. Já as amostras abaixo dessa profundidade ficam menos resistentes à
erosão, conforme aumente a profundidade, devido à redução dos limites de
consistência e índice de plasticidade, e também por serem mal graduadas, com um
coeficiente de curvatura (CC) abaixo de 1.
Pela difratometria de raios X, foram identificados os minerais: caulinita,
quartzo e gohetita, em todo o perfil. No horizonte ferruginoso foram também
identificadas a ilita, a gibbsita, a hematita e o anatásio. Nas amostras do horizonte
pálido ou transcisional percebe-se um aumento nos picos do quartzo, sugerindo
proximidade da rocha-mãe.
Constatou-se dificuldade nas duas áreas, ao preparar alguns ensaios para
medir a erodibilidade dos terrenos; estes necessitavam de amostras indeformadas,
sendo necessária a escavação de poços ou trincheiras para retirada de material
profundo. Acabaram não sendo realizados, uma vez que havia moradias próximas, o
que poderia ocasionar novas situações de risco ou agravar o risco já existente.
Comparando-se os resultados das duas áreas, é possível determinar que a
atuação dos agentes erosivos e da erodibilidade dos materiais sejam diferentes
nesses dois locais. Enquanto na primeira área, os principais fatores para a
ocorrência da voçoroca são o agente erosivo e os fatores exógenos, na segunda, os
fatores endógenos é que marcam os locais mais suscetíveis à formação das feições
erosivas.
101
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